光折变介质中的空间孤子

本文介绍了光折变空间光孤子的研究历史及发展现状 ,说明了不同类型的光折变空间光孤子的产生条件、物理机理及特性 ,描述并分析了它们之间的相互作用行为 ,最后还展望了它们的应用前景。

双光子光折变晶体中屏蔽光伏空间灰孤子

为了证明在有外加电场的双光子光伏光折变介质中存在着稳态屏蔽光伏空间灰孤子,采用理论分析的方法导出了双光子屏蔽光伏空间灰孤子空间包络的积分表达式。数值分析了孤子灰度取不同数值的时孤子归一化包络的变化行为。结果表明:屏蔽光伏灰孤子的最小光强和半峰全宽随孤子灰度数值的增加而增加,随其减小而减小。双光子光折变屏蔽光伏灰孤子可以看成是双光子屏蔽灰孤子和双光子光伏灰孤子的统一形式,当光伏效应可忽略时,它类似于已报道的双光子屏蔽灰孤子;而当外加电场不存在时,它相当于开路或闭路的双光子光伏灰孤子。

匹配高斯光束在双光子光折变介质中的自偏转

为了研究有外加电场的双光子光折变介质中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性,采用数值模拟的方法,给出了匹配高斯光束在晶体中的动态演化及自偏转图形。结果表明,对于给定的与双光子光折变介质参量匹配的高斯光束,在介质中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的光束中心将发生自偏转;随着外加电场的增加,高斯光束的自偏转程度增加,当外加电场达到一定强度后,高斯光束的自偏转程度随着外加电场的增加反而减小;高斯光束的自偏转程度随着入射光强的变化关系与外加电场的情况相似。

启动光强对双光子亮光伏孤子自偏转的影响

基于扩散效应,研究了启动光强对双光子光伏光折变介质中亮光伏空间孤子自偏转特性的影响,将亮光伏孤子作为入射孤波,采用数值方法求解含扩散项的波演化方程。结果表明:随着启动光强度的加大,孤子强度的半峰全宽逐渐增加;孤子中心的自偏转距离随着启动光强的加大开始有所增加,达到一定值后,随着启动光强的继续加大而逐渐减小,得到孤子中心自偏转距离与启动光强之间的非线性关系源于孤子半峰全宽和扩散项二者的共同作用的结论。

温度对双光子亮屏蔽光伏孤子自偏转的影响

为了研究温度对双光子光伏光折变介质中亮屏蔽光伏孤子动态演化及自偏转特性的影响,采用数值模拟的方法,得到了亮屏蔽光伏孤子的动态演化过程。结果表明,在一定温度变化范围内,随着温度的升高,介质支持的亮屏蔽光伏孤子的光强和半峰全宽均减小;当介质的温度变化不大时,孤子将克服较小的扰动而保持稳定的孤子传播,当温度变化足够大时,孤子将变得不稳定甚至崩溃;在一定温度范围内,孤子中心的自偏转距离随着温度的升高而增加,在特定温度下达到最大值,之后随着温度的升高而减小。这些结果对双光子空间孤子的理论发展具有一定的意义。

双光子光折变介质中非相干耦合光伏孤子族

为了得到双光子非相干耦合光伏孤子族的结果,采用数值模拟方法,对稳态情况下多束互不相干的光束在双光子光伏光折变晶体中的传播进行了研究。结果表明:具有相同偏振和相同波长的多束互不相干的入射光束可在晶体中形成双光子非相干耦合光伏孤子族。当入射光束中仅包含两个分量时,孤子族就转化为光伏孤子对。并用双光子光伏光折变晶体Cu:KNSBN和LiNbO3进行了分析说明。研究结果可为空间光孤子理论的发展提供理论依据。

双光子光折变介质中光伏空间孤子

基于双光子光折变介质中空间孤子的统一理论,采用数值模拟的方法,比较了双光子光伏光折变介质中开路光伏空间孤子、短路光伏空间孤子和闭路光伏空间孤子的特性。结果表明:双光子光伏光折变介质中,闭路暗光伏孤子所需非线性要比开路暗光伏孤子所需非线性小,同时暗光伏空间孤子的半峰全宽随着负载电阻的增加而加宽;亮光伏空间孤子的形态与负载电阻基本无关。

匹配高斯光束在双光子光伏光折变介质中的自偏转

通过数值模拟的方法,研究了无偏压双光子光伏光折变介质中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性.结果表明,对于给定的与双光子光伏光折变晶体参量匹配的高斯光束,在晶体中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的光束中心将发生自偏转.高斯光束的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.

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.

光折变反射结构中四波耦合的精确解

提出了光折变反射结构中四波耦合过程的新的守恒量，借助于这种守恒量得到了相应的非线性耦合波方程的精确解．

矢量偶极孤子在光折变非均匀非线性介质中的传输特性

矢量空间孤子的形成及其传输是个重要问题。在介绍光折变效应的含义及其理论模型的基础上,给出描述光束传播的方程;通过简化方程组,得出最简单的耦合矢量孤子对,进而研究了该矢量偶极孤子对的传输过程;通过改变入射光束的振幅和宽度,数值模拟了矢量耦合偶极孤子对的形成和传播过程。

温度对双光子光折变介质中光伏孤子特性的影响

具有双光子光折变效应的光折变介质温度的变化对光伏孤子性质具有影响。通过光伏空间孤子的演化方程得到的亮和暗光伏空间孤子解与温度相关,在室温范围内,双光子光折变介质中空间孤子的光强和强度半峰全宽(FWHM)均受温度影响。随着介质温度的升高,双光子光折变介质支持光强较小的光伏空间孤子;在较大光强情况下,双光子光折变介质支持强度半峰全宽较小的光伏空间孤子;在小光强情况下,双光子光折变介质支持强度半峰全宽较大的光伏空间孤子。即可以通过控制光折变介质的温度来控制介质中光伏孤子的空间形态,从而在光折变介质中形成稳定的光伏空间孤子。

温度对双光子亮光伏空间孤子演化特性的影响

基于扩散效应及暗辐射强度对温度的依赖关系,研究了温度对双光子光伏光折变介质中亮光伏空间孤子动态演化及自偏转特性的影响。将亮孤子作为入射孤子波,采用数值方法求解孤波演化方程,结果表明:在给定温度下,双光子光折变介质中可以形成稳定的亮光伏空间孤子,当介质的温度变化不大时,孤子将克服较小的扰动而保持稳定的孤子传播,当温度变化足够大时,孤子将变得不稳定甚至崩溃;在一定温度范围内,孤子中心的自偏转距离随着温度的升高而增加,在特定温度下达到最大值,之后随着温度的升高而减小。

艾里-高斯光束在光折变介质中的孤子脱落

以非线性薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶方法研究了光折变介质中艾里-高斯光束的传输特性。结果表明:满足一定条件时,光折变介质中会形成周期振荡的空间孤子;介质的非线性系数越大,形成空间孤子所需的传输距离越短,孤子的振荡周期越小;当艾里-高斯光束的初始入射功率在一定范围内时,光折变介质中才会形成稳定的空间孤子;在空间孤子形成时,由于局部能量竞争,会出现光束分裂成丝现象。此外,还研究了微噪声扰动对艾里-高斯光束在光折变介质中传输稳定性的影响。

光折变介质中四波耦合方程的一种解法及应用

提出新守恒量的基础上，推导出光折变介质中四波耦合方程的一种新解法。

光折变介质的相位共轭波强度的近似表达式

以光折变介质中非线性耦合波微分方程的一种精确解为基础，对在推导这种精确解过程中起重要作用的一个守恒量进行讨论。通过初等变换，在不同的特殊条件下得到相位共轭波强度的几种近似表达式。与报道的其它近似方法相比，本近似方法不需要建立及求解简化的微分方程，因而具有普适。