Waveguides Induced by Screening-Photovoltaic Solitons in Biased Photorefractive-Photovoltaic Crystals

We investigate theoretically waveguides induced by screening-photovoltaic solitons in biased photorefractive-photovoltaic crystals. We show that the number of guided modes in a waveguide induced by a bright screening photovoltaic soliton increases monotonically with the increasing intensity ratio of the soliton, which is the ratio between the peak intensity of the soliton and the dark irradiance. On the other hand, waveguides induced by dark screening-photovoltaic solitons are always single mode for all intensity ratios and the confined energy near the centre of a dark screening-photovoltaic soliton increases monotonically with the increasing intensity ratio. When the bulk photovoltaic effect is neglectable, these waveguides are those induced by screening solitons. When the external field is absent, these waveguides predict those induced by photovoltaic solitons.

光折变晶体中屏蔽空间亮孤子及亮孤子对的演变

建立了光折变晶体在外加直流电场作用下的光传输理论模型,运用分步傅里叶方法对传输方程进行了数值分析。结果表明:一阶亮孤子在光折变晶体中稳定传播,二阶亮孤子发生周期性的振幅变化;一阶亮孤子对在光折变晶体中发生周期性耦合作用,耦合周期与孤子对输入脉冲的中心距离有关,距离越大,耦合周期越长;二阶亮孤子对同样发生耦合,耦合周期也取决于输入脉冲的中心距离,同时每一个二阶亮孤子会发生分裂,分裂成一大一小两个孤子;此外,在同样的中心距离下,二阶亮孤子对的耦合周期比一阶亮孤子对短。

温度对双光子光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用的影响

为了得到温度对外加电场的双光子光伏光折变介质中屏蔽光伏亮孤子之间相互作用的影响结果,将两束相干光束作为入射波,在不同温度下采用数值方法求解波传播方程。结果表明:室温下两个同相位孤子波的相互作用随温度变化伴有融合现象,当温度升高到350 K时两孤子可融合成一束稳定的孤子波;两个反相孤子相互排斥现象随温度变化而增强;相位差为π/2的两孤子,其相互作用随温度变化过程中有更多的能量转移,同时两孤子间的排斥现象随温度变化而增强。温度变化足够大时,两孤子作用过程中将发生崩溃现象。

光孤子研究的新进展

简要介绍了时间光孤子和空间光孤子的研究现状，侧重介绍了亮空间光孤子和暗空间光孤子的最新研究进展，最后分析了光孤子研究的未来发展方向。

双光子光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用研究

为了得到双光子光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用的结果,采用数值模拟方法,对外加电场的双光子光伏光折变介质中屏蔽光伏亮孤子的相互作用进行了理论研究。结果表明:同相位的两孤子相互吸引,并伴有融合现象,且发生融合时的作用距离随孤子初始间距的增大而增大;相位相反的两孤子相互排斥,排斥作用随孤子初始间距的减小而增强;当两孤子的相位差位于区间(0,π)和(π,2π)中时,其作用过程中伴有能量的转移,两区间中能量转移方向相反。在扩散效应影响下,同相位两孤子的相互作用不再是原来的融合,而是趋于分离,且光束之间存在能量耦合;相位相反的两孤子的相互作用不再是相互排斥,而是既互相排斥,同时又向同侧偏转。

光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用研究

为了得到两个或多个光折变屏蔽光伏亮孤子之间相互作用结果,采用数值方法分析了两个或多个屏蔽光伏亮孤子之间的相互作用。两同相孤子作用时表现为相互吸引,并伴有融合现象,且孤子融合发生时的作用距离随着孤子初始间距的增大而增大;两反向孤子相互排斥,且排斥作用随孤子初始间距的减小而增强;当两孤子的相位差位于区间(0,π)和(-π,0)中时,其相互作用过程中伴有能量的转移,两区间中能量转移方向相反。多个同向孤子相互作用时,不同于两个孤子周期的融合和分开,而是在整体吸引过程中发生孤子的逐步融合作用。当中间孤子与两边孤子的相位差是π/2时,多个孤子之间存在能量转换。而邻近相互反相的多个孤子相互作用时,能保持很好的稳定性传播。结果表明,这种相对相位控制下的两孤子问相互作用的变化有望用于光开关器件。多个孤子作用结果对形成孤子阵列及阵列波导具有指导意义。

对数型非线性电介质中低振幅空间明孤子的动态演化特性

研究了对数型非线性电介质中低振幅空间明孤子的动态演化特性.结果表明,在低振幅条件下空间明孤子的解析表达式与数值计算所得到的结果十分吻合.入射波为明孤子波时,能够在对数型非线性电介质中稳定传播.强度包络宽度变化与光源峰值功率成反比.

双光子光折变屏蔽孤子的动态演化和自偏转

采用数值模拟方法研究了双光子屏蔽孤子的动态演化和自偏转.结果表明,在忽略扩散和损耗的情况下,屏蔽孤子能在双光子光折变晶体中稳定传播.晶体的扩散效应使光束的中心发生偏转.

双光子光折变光伏明孤子的演化和自偏转

通过数值模拟的方法,研究了双光子光折变光伏明孤子的动态演化和自偏转特性.结果表明:在忽略扩散和损耗的情况下,光伏明孤子能在双光子光折变晶体中稳定传播.考虑扩散效应之后,明孤子光束中心将发生自偏转.自偏转程度首先随入射光强的增加而增加,当光强达到一定程度后随着入射光强的增加偏转程度反而减小.

铌酸锂晶体中形成空间孤子的影响因素

研究了光波在纯铌酸锂晶体中形成亮空间孤子的影响因素和动力学传输行为。通过调控晶体温度的改变,入射光的偏振方向及光强可以影响光波在铌酸锂晶体中的传输行为。当热释电作用平衡光生伏打自散焦作用和线性衍射作用时,可以在铌酸锂中实现亮空间孤子。该研究结果为调控光束行为提供了一种方法。

χ^(3)+χ^(5)介质中非束缚态空间亮孤子的传输行为

本文从理论上研究了主克尔型介质中非束缚态空间亮孤子的传输行为数值计算结果表明：在主克尔型χ（３）＋χ（５）介质中可以传输非束缚态空间亮孤子传输稳定性与其背景平面波的横向渐近传播常数ｑ和χ（３），χ（５）系数有关，非平凡相位因子在三、五阶效应竞争中的平衡作用。

暗-暗与亮-暗光伏孤子相互作用

用数值方法分析了平行传播异色光伏暗孤子之间及亮 暗孤子之间的相互作用 .结果表明 ,光伏暗孤子共轴传播能在有限的距离内保持准孤子形态 ,靠近传播时存在着相互吸引的作用 ,而相距较远传播时表现为一孤子暗区使另一孤子的缓变光场部分发生局部会聚作用 .光伏暗孤子与亮孤子的相互作用随距离的不同可使亮孤子光强分布变尖锐或变平缓 ,以及使亮孤子发生能量转移 .

背景光光伏效应对屏蔽-光伏空间孤子的影响

在光伏晶体两端外加一恒定的直流偏压 ,背景光的光伏效应对形成屏蔽 光伏孤子的空间电荷场没有影响 ,但对晶体中的电流有影响 .如果外电源的电动势是恒定的 ,则背景光的光伏效应与外电路的电阻协同起作用 ,可以通过晶体两端的电压降影响晶体中的空间电荷场 ,进而影响空间孤子的宽度 .在一定的条件下甚至可以实现亮、暗孤子的转换 .

从自散焦到自聚焦的动态转换和相位共轭亮空间孤子

对文献 [1]中所报道的LiNbO3:Fe晶体从自散焦到自聚焦动态转换的过程 ,在实验和理论上作了进一步研究 .以实验结果为依据 ,提出了相位共轭共振腔的理论模型 ,分析了该共振腔在从自散焦到自聚焦的动态转换过程中所起的作用 ,并提出了一种新型的亮空间孤子 ,即相位共轭亮空间孤子 。

亮-暗复色光伏孤子

提出一种实现亮 暗复色光伏孤子的方法 .不共轴的两束同频率相干但反相的亮光束共同形成一中空光束 ,在此暗区引入另一束不同频率的亮光束 .这三束光在一定条件下可以通过非线性相互作用而形成亮 暗复色孤子 .通过数值分析的方法对这种亮 暗复色光伏孤子的空间动力过程进行了研究 .研究表明 ,这种亮 暗结构具有光控光特性 .

空间光孤子研究的新进展

空间光孤子的研究对全光通讯技术和光子技术的发展具有重要的促进作用，本文分亮空间光孤子和晴空间光孤子两部分简单介绍了国际上有关空间光孤子的研究现状。

非束缚态空间亮孤子的传输稳定性

从理论上研究了主克尔型介质中非束缚态空间亮孤子的传输行为。数值计算结果表明：在主克尔型χ（３）＋χ（５）介质中可以传输非束缚态空间亮孤子。传输稳定性与其背景平面波的横向渐近传播常数ｑ和χ（３），χ（５）系数有关，非平凡位相因子在三、五阶效应竞争中的平衡作用。