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。

双色光光伏空间孤子的形成条件及其应用

本文以折射率改变为正的光伏晶体为例,讨论在其中形成双色光光伏空间孤子的条件。一般来说在满足上述条件的情况下,双色光可以形成双色亮孤子、双色暗孤子、一亮一暗孤子。对于一个波长的光(ray2)单独不能形成亮孤子(它的 Glass 系数与背景光的 Glass 系数之比 R_2小于1)的情况,如果再加上一束另一个波长的光(rayl)且其 Glass 系数与背景光的 Glass 系数之比 R_1大于1,则在一定条件下,这个双色光中两个颜色的光可以都形成亮孤子。这实际上提供了一种光控光的新方案。我们还讨论了 rayl 的光强对孤子宽度的影响。

外电路的电阻对光伏空间孤子的影响

在考虑了背景光光伏效应贡献的情况下,可以通过改变外加电路的电阻来改变光伏空间孤子的宽度。在折射率改变为正的晶体中,暗孤子的孤子宽度随外加电阻的增大而减小;而对于亮孤子,情况刚刚好反过来。同时,对于背景光的有效Glass系数大于信号光的有效Glass系数的倩况,可通过改变外加电阻的大小实现亮暗光伏孤子的转换。

复色光光伏空间孤子

提出了双色信号光、单色背景光的光伏空间孤子理论 ,并获得了亮孤子解 .用Cu :KNSBN晶体作介质 ,获得了复色信号光。

损耗对屏蔽光伏空间孤子演化特性的影响

研究了晶体损耗对屏蔽光伏空间孤子在加偏压的光伏光折变晶体中演化特性的影响 .结果表明 ,损耗除了造成屏蔽光伏孤子光波振幅的减小外 ,还造成了孤子横截面的改变 .对于明孤子 ,当入射波光强较低时 ,横截面随传播距离的增长而不断增大 ;而当入射波光强较高时 ,起初横截面不断压缩 ,而后再膨胀 ,并在某一传播距离上孤子横截面恢复到入射时的尺寸 .对于暗孤子 ,不论入射光孤子光强的高低 ,横截面都随传播距离的增长而不断增大 .虽然在传播距离足够短时 ,可以不考虑损耗的影响 ,但距离较大时 ,损耗将最终导致孤子崩溃 .

部分空间非相干光光伏空间孤子

对单色非相干光光伏空间孤子进行了理论研究 .发现非相干光光伏空间孤子所满足的微分方程与相干光光伏空间孤子的具有相似性 ,并可用于近似描述相干距离远小于光束尺寸的部分空间非相干光光伏空间孤子 .在Cu :KNSBN晶体中观察到单色光部分空间非相干光光伏空间亮孤子 .

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 .

非相干耦合的亮和暗光伏空间孤子对的偏转特性

采用数值方法研究了在一个具有扩散效应的光伏光折变晶体中的非相干耦合的亮和暗光伏空间孤子对的偏转特性.结果表明,由于非相干相互作用,晶体中的一个亮孤子和一个暗孤子互相俘获,且两个孤子的中心沿着相同的轨迹移动.发现,当亮孤子的入射峰值强度不变时,通过调节暗孤子的入射背景强度可以控制亮孤子的偏转;当暗孤子的入射背景强度处于一个特殊值时,亮孤子的偏转被抑制,而当暗孤子的入射背景强度偏离这个特殊值时,亮孤子发生偏转.同样,当暗孤子的入射背景强度不变时,其偏转可以通过调节亮孤子的入射峰值强度来控制.

高阶耦合光伏空间孤子

采用数值模拟方法研究光折变晶体中的高阶耦合光伏空间孤子.该孤子可用包含两种频率的四束平行光入射到折射率改变为正的光折变晶体中形成.数值研究还发现,当入射光束为双曲正割光束时,在一定条件下可以模拟高阶耦合光伏空间孤子,而且,这种高阶耦合光伏空间孤子显示出光控光的特性.入射光束显著偏离左右对称会影响高阶耦合光伏空间孤子的实现.

加偏压光伏光折变晶体中空间灰孤子的时间特性

基于加偏压的光伏光折变介质中的时间特性的带输运模型,对屏蔽光伏空间灰孤子进行了理论研究。通过对这些时间特性的比较,结果显示能获得准稳态和稳态屏蔽光伏空间灰孤子。研究表明:当孤子的峰值强度与暗辐射的比值较大时,孤子的半峰宽度先是随时间增加递减到一个最小值,然后又开始增加到一个稳定的常数值。在相同的演化时间内,孤子的半峰全宽随着孤子灰度的增大而增大。在外加电场不存在的情况下,可以得到闭路光伏灰孤子的时间特性;当外加电场足够强可忽略光伏效应时,可得到屏蔽灰孤子的时间特性。

低振幅双光子屏蔽光伏孤子的时间特性

为了得到低振幅双光子屏蔽光伏孤子时间特性的结果,采用数值模拟的方法对低振幅双光子屏蔽光伏孤子的时间特性进行了理论分析,得到了明和暗孤子时间特性的演化方程。结果表明:孤子的宽度随时间的演化单调递减到一个最小值直至稳态孤子的形成,在相同的演化时间内,孤子的半峰全宽随着孤子峰值强度和暗辐射比值的增大而变窄。

扩散效应对相干屏蔽光伏孤子对相互作用的影响

为了研究扩散效应对相干屏蔽光伏孤子对相互作用的影响。将两个平行传播相干屏蔽光伏孤子光束作为入射波,采用数值方法求解有扩散效应的波传播方程。结果表明,在扩散效应影响下,两相干屏蔽光伏孤子光束同相相互作用不是原来融合,而是使它们趋于分离,且光束之间存在能量的耦合;异相孤子的相互作用不再是简单的相互排斥,在一定的条件下,两束孤子光束既互相排斥,又同时向同侧偏转。

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.

多个光伏空间亮孤子相互作用研究

用数值方法分析了多个平行传播一维光伏空间亮孤子之间的相干相互作用 .结果表明 ,同相多个孤子相互作用时 ,它们不同于两个孤子时的周期性的融合和分开 ,而是会在整体吸引靠近过程中发生孤子的逐步融合作用 .多个孤子相互之间发生能量耦合作用时 ,可简单归结为三种基本的相互作用模式 .而邻近相互反相的多个孤子相互作用时 ,能保持很好的稳定传播特性 ,其对形成孤子阵列及阵列波导具有指导意义 .

非线性光学概论

O437 2004010282 背景光光伏效应对屏蔽-光伏空间孤子的影响=Screening-photovoltaic solitons affected by the photovoltaic effect ofa background beam[刊,中]/王晓生(中山大学光电材料与技术国家重点实验室.广东,广州(510275)),欧阳世根…∥物理学报.—2003,52(2).—377-382 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,

扩散效应对光伏孤子相互作用的影响

用数值方法研究扩散效应对两个平行传播相干光伏孤子光束相互作用的影响.结果表明,在扩散效应的影响下,两相干孤子光束同相相互作用不是使它们相互融合,而是使它们趋向相互分离,且光束之间存在能量耦合;异相孤子相互作用不再是简单地互相排斥,在一定的条件下,两光束既互相排斥,又同时向同侧偏转.

低振幅双光子光伏孤子的时间及演化特性分析

为了研究一维开路条件下低振幅双光子光伏孤子的时间及演化特性,推导了含时间参量的空间电荷场,给出了含时光波的动态演化方程.采用数值方法求解开路低振幅一维双光子光伏空间亮、暗和灰孤子的数值解,分别得到了双光子光伏空间亮、暗和灰孤子波形强度包络,在此基础上得到亮、暗和灰孤子的时间及演化特性.结果表明,初始阶段形成的宽度较宽的孤子,其宽度随时间单调递减到一个最小值直至稳态孤子的形成;在相同的演化时间内,孤子的半峰全宽随着孤子峰值强度和暗辐射比值的增大而变窄.亮、暗和灰孤子有类似的时间演化特性.

光伏孤子对向传播相互作用研究

用数值方法研究了对向传播条件下不同频率的光伏孤子的相互作用行为.结果表明,两个不同频率的光伏孤子在对向传播相互作用过程中表现出不同的空间演化动力学特性.共轴对向传播时两孤子光场有着不同的会聚或发散行为,并且依赖于晶体长度;非共轴对向靠近传播孤子的会聚或发散作用有所减弱,但频率较大的孤子对频率较小的孤子有显著的吸引作用,使其发生横向偏移,孤子的演化方式也不同于同向传播的情形.