饱和非线性正折射异向介质中的调制不稳定性

直接从异向介质中包含饱和非线性、自陡峭和二阶非线性色散效应的非线性扩展传输方程出发,采用线性稳定性分析法,导出了调制不稳定性的色散关系、不稳定条件、无量纲的临界扰动频率和增益谱。计算和讨论了异向介质正折射区无量纲的增益谱随归一化角频率和入射功率密度的变化关系。结果表明,在异向介质正折射区,随归一化角频率和入射功率密度的不同,增益谱将会出现扰动频率大于零、扰动频率大于某个非零临界值、扰动频率大于零而小于某个非零临界值3种形式。在归一化角频率较小时,调制不稳定性可能出现阈值入射功率密度;且在较小的入射功率密度时,调制不稳定性只能出现在大于某个临界频率时。

负折射介质中高阶非线性效应所致啁啾的研究

利用分步傅里叶法对负折射介质中的广义非线性薛定谔方程进行数值模拟,进而分别得到自相位调制、赝五阶非线性、自陡峭、二阶非线性色散所致啁啾及各项非线性所致总啁啾的演变图。从啁啾上分析了负折射介质中各项非线性效应在脉冲传输时的作用,结果表明:负折射介质中,自陡系数取值的正负可控使脉冲中心位置可向前后沿偏移;在正常色散区,赝五阶非线性系数为负时加速脉冲的展宽,二阶非线性色散项系数取正时使脉冲展宽,取负时使脉冲变窄。

分步傅里叶法研究负折射介质中超短脉冲的传输

采用分步傅里叶法来研究负折射介质中超短脉冲的传输特性,分析了超短脉冲在负折射介质中传输时所体现出来的新特点。结果表明,在正常色散区,二阶非线性色散系数为负时使脉冲变窄,而且它对脉冲影响的程度是随着传输距离不断变化的,影响越来越小;赝五阶非线性系数为负时使脉冲展宽,但与二阶非线性色散项相比影响较小;而自陡系数取值的可正、可负出现了使脉冲在传输过程中其中心位置前后沿均可偏移的现象。

色散磁导率对异向介质中的调制不稳定性的影响

基于Drude模型研究了异向介质的色散磁导率对调制不稳定性的影响.结果表明,在反常色散情形,赝五阶非线性在异向介质的负折射区中增大了调制频谱的范围及增益值,这与常规正折射介质中出现的现象正好相反;自陡峭效应在异向介质中有可能为负值,但无论正负,也无论在正折射区还是负折射区,它都抑制调制不稳定性的产生;二阶非线性色散效应在正、负折射区中分别促进和抑制调制不稳定性的产生.在正常色散情形,由于二阶非线性色散效应的作用,使本来在常规正折射介质中不可能出现的调制不稳定性现象也能出现,这一特性为在正常色散区形成孤子或产生超短脉冲串提供了一条新的途径.

超常介质中暗孤子的形成和传输特性研究

利用一种扩展的双曲函数级数方法求解超常介质中的传输方程,得到了各种不同情形下的暗孤子解,分析了可控自陡效应和二阶非线性色散效应对孤子形成和传输特性的影响.结果表明,超常介质中负的自陡效应使得暗孤子的中心位置随传输距离向脉冲前沿方向漂移,与常规介质中自陡效应(恒为正)的作用相反;特别是,由于二阶非线性色散的作用,使得在没有线性群速度色散的情形下同样可形成孤子,而且在反常线性色散情形也可形成暗孤子.