背景光光伏效应对屏蔽—光伏空间孤子的影响

在光伏晶体两端处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,     

LiNbO3晶体中光伏亮孤子实验研究

从理论上分析了具有不同Glass常数的背景光在晶体折射率空间分布相对变化中的作用,得到了折射率改变为负的晶体中形成亮、暗光伏孤子的条件. 以此为基础,用532nm的e光作信号光、488nm的o光作背景光并不断变化背景光和信号光的功率,首次在实验上观察到了LiNbO₃∶Fe晶体中亮光伏孤子的形成. 关键词： 亮光伏孤子 自散焦 自聚焦 光生伏打效应     

有偏压的光伏光折变晶体中的空间孤子

证明了有偏压的光伏光折变晶体中存在着明、暗稳态的空间孤子.它源于对外电场的非均匀空间屏蔽和光伏效应.与已报道的稳态光折变空间孤子相比,它具有不同的特性.当外电场为某一特定值时,用改变外电场的极性和旋转光的偏振方向可以实现明孤子与暗孤子的相互转换.当外电场足够强可以忽略光伏效应时,它类似于屏蔽孤子;当不存在外电场时,它类似于开路条件下的光伏孤子. 关键词：     

折射率改变为正的光折变晶体中形成一维光伏暗孤子

提出了一个考虑背景光光伏效应贡献的光伏孤子理论,它指出在折射率变化为正的晶体中,既可产生光伏亮孤子,也可产生光伏暗孤子.当背景光对信号光的有效Glass系数之比为R小于1时,孤子是亮的;R大于1时,孤子是暗的.对亮孤子而言,R值越大,孤子越宽,而对暗孤子,R值越大,孤子越窄.当R为1时,不能形成光伏孤子.一维暗孤子实验结果与理论一致. 关键词： 光折变空间孤子 光伏孤子 暗孤子 正折射率改变     

有外加电源的串联光折变晶体回路中的独立空间全息-哈密顿屏蔽孤子对

在由两块垂直于光轴两端面镀上电极的光折变晶体和一个外加电源组成的串联光折变晶体回路中, 在适当的条件下可以形成独立空间全息-哈密顿屏蔽孤子对. 这种孤子对共有四种类型:明-明、暗-暗、明-暗以及暗-明. 当入射光束的空间展宽尺寸远小于晶体宽度时, 孤子对中的哈密顿暗孤子可以通过光感应电流影响另一个孤子, 而哈密顿明孤子和全息孤子则不能影响另一孤子.     

有外加电源的串联光折变晶体回路中的独立空间全息-哈密顿屏蔽孤子对

在由两块垂直于光轴两端面镀上电极的光折变晶体和一个外加电源组成的串联光折变晶体回路中, 在适当的条件下可以形成独立空间全息-哈密顿屏蔽孤子对. 这种孤子对共有四种类型:明-明、暗-暗、明-暗以及暗-明. 当入射光束的空间展宽尺寸远小于晶体宽度时, 孤子对中的哈密顿暗孤子可以通过光感应电流影响另一个孤子, 而哈密顿明孤子和全息孤子则不能影响另一孤子.     

开路光伏空间孤子的动态行为

从理论上研究了开路情况下一维光伏空间孤子的时间演化过程.采用数值方法,通过研究有无背景光辐照下光伏空间亮(暗)孤子的含时空间电荷场,分别得到了光伏空间亮(暗)孤子的孤子波形强度微分方程.在此基础上研究了开路情况下通过增加均匀背景光辐照强度对光伏空间孤子及其半峰全宽的影响.结果显示,通过增加均匀背景光辐照强度,光伏空间孤子随时间的演化过程比没有均匀背景光时加快的倍数为均匀背景光强与暗辐照光强之比.光伏空间孤子的半峰全宽达到稳态所需的时间随孤子峰值强度和暗辐照与均匀背景光强度之和的比值的增大而变短.     

双光子光折变晶体串联回路中独立全息屏蔽空间孤子对

为了得到双光子独立全息屏蔽空间孤子对的结果,基于光折变晶体中的两波耦合和双光子光折变效应,证明在由两块双光子光折变晶体和一个电压源通过导线连接组成的串联回路中存在全息亮(暗)屏蔽孤子。每块晶体中能支持一个全息屏蔽孤子,这两个孤子称为双光子独立全息屏蔽孤子对,有明-明、暗-暗和明-暗三种类型。数值计算结果表明,在光束的空间展宽远小于晶体宽度的极限条件下,孤子对中的两孤子通过光电流和相互耦合能影响到这些孤子的空间包络和动态演化特性。     

双光子光折变介质中非相干耦合亮-暗屏蔽光伏孤子对

对有外加电场的双光子光伏光折变晶体中两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束的耦合进行研究,给出产生亮-暗双光子光折变屏蔽光伏孤子对需满足的条件.以Cu:KNSBN晶体作为研究对象,选取α=117.3,β=83.79,η=1.5×10-4,σ=104,δ=0.005,r=10时,给出双光子光折变晶体中的非相干耦合亮-暗屏蔽光伏孤子对2个孤子分量光强的空间分布,证明有外加电场的双光子光伏光折变晶体中存在非相干耦合亮-暗屏蔽光伏孤子对,指出孤子对是由偏振态和波长都相同的两束互不相干光形成的,当外加电场方向和晶体中光伏电场的方向与晶体光轴方向相同时,双光子光折变晶体中可支持亮孤子峰值光强稍大于暗孤子最大光强的非相干耦合亮-暗孤子对,当外加电场方向和晶体中光伏电场的方向与晶体光轴方向相反时,双光子光折变晶体中可支持亮孤子峰值光强稍小于暗孤子最大光强的非相干耦合亮-暗孤子对.     

在LiNbO3:Fe晶体中写入Y结孤子的实验研究

采用振幅掩模穿过部分空间非相干光的方法产生一暗迹,将暗迹成像在晶体前表面,得到入射暗迹半高宽为16.75 μm,入射光功率为400 μW.基于LiNbO3:Fe晶体的强光伏效应,在无背景光辐照时,在晶体内写入一对部分空间非相干Y结暗光伏孤子.实验结果表明：在无背景光辐射时可以在LiNbO3:Fe晶体内写入部分空间非相干Y结孤子.     

一维光伏空间灰孤子及其稳定性研究

从考虑背景光的光伏作用后的光束在光伏媒质中传播的方程出发,证明了在折射率改变为正的光伏媒质中也可以形成灰孤子。光束以灰孤子状态在光伏晶体中传播时,其横向相位必须具有一个与光强分布有关的形式分布,表达式为φ（s）=v[η-∫y^-2（η）dη],其中v是灰孤子的横向运动速度,η是无量纲化坐标,y（η）是归一化的光场振幅。分别讨论了光束灰度、光强振幅、信号光与背景光的有效Glass系数之比R对一维的光伏空间灰孤子宽度、横向总相移和横向运动速度的影响,并分析了光伏灰孤子的稳定性。当光束的灰度m为0时,这一理论可直接退化为光伏暗孤子的理论。     

含分压电阻的光折变屏蔽光伏空间灰孤子(英文)

为了研究外加偏压光伏光折变晶体中的空间灰孤子,建立了含分压电阻的光折变屏蔽光伏空间灰孤子的演化方程,给出了灰孤子解.采用数值模拟的方法,求解灰孤子的数值表达式,得到了不同参量取值下的灰孤子包络.数值结果表明:当分压电阻、晶体的外加电场和光伏场取不同值时,可以分别得到有无分压电阻的屏蔽灰孤子;开路的光伏灰孤子,有、无分压电阻的闭路光伏灰孤子;有、无分压电阻的屏蔽光伏灰孤子.     

含分压电阻的光折变屏蔽光伏空间灰孤子

为了研究外加偏压光伏光折变晶体中的空间灰孤子,建立了含分压电阻的光折变屏蔽光伏空间灰孤子的演化方程,给出了灰孤子解.采用数值模拟的方法,求解灰孤子的数值表达式,得到了不同参量取值下的灰孤子包络.数值结果表明：当分压电阻、晶体的外加电场和光伏场取不同值时,可以分别得到有无分压电阻的屏蔽灰孤子|开路的光伏灰孤子,有、无分压电阻的闭路光伏灰孤子|有、无分压电阻的屏蔽光伏灰孤子.     

Modulation instability of bright photovoltaic solitons on a partially incoherent background

We present the observation of incoherent anti-dark photovoltaic solitons in LiNbO₃:Fe crystal. This new class of soliton states involves bright photovoltaic solitons on a background beam meeting ?? > 1, where ?? is the ratio of background illumination photovoltaic constant to that of soliton beam. For ?? < 1, dark photovoltaic solitons are generated. Furthermore, this novel type solitons are investigated experimentally by injecting coherent light and partially coherent background of infinite extent. In case of spatial coherence of the background lower than the threshold of incoherent modulation instability, these results indicate that bright photovoltaic solitons can propagate in a stable fashion.     

双色光光伏空间孤子的形成条件及其应用

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-一般而言，在满足上述条件的情况下，双色光可以形成双色光亮孤子、双色光暗孤子、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R2小于１）的情况，如果再加上一束另一个波长的光（ray1），且其Glass系数与背景光的Glass系数之比R1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-还讨论了ray1的光强对孤子宽度的影响- 关键词： 双色光 光伏 空间孤子 全光开关     

Bright-dark self-coupled vector spatial solitons in biased two-photon photovoltaic photorefractive crystals

This paper predicts that bright-dark self-coupled vector solitons are possible in biased two-photon photovoltaic photorefractive crystals under steady-state conditions. The solutions of these vector solitons can be determined by use of simple numerical integration procedures. When the photovoltaic effect is neglectable, these vector solitons are bright-dark vector screening solitons. When the external bias field is absent, these vector solitons degenerate the bright-dark vector photovoltaic solitons.     

自散焦向自聚焦转换中背景光作用的理论分析

理论分析了背景光辐照在光折变晶体中从自散焦向自聚焦特性转化过程中的作用,得到了R>1是不同类型（Δn<0和Δn>0）晶体中这种转变的条件.实验观察到了铌酸锂晶体中这种转变的现象.并依据Glass常量的光伏打效应表征意义,提出了光伏孤子形成过程中载流子的竞争效应模型.基于此,分析了折射率变化为负的光生伏打晶体在背景光和信号光Glass常量比大于1条件下的载流子竞争效应,得到了与实验现象和已知理论分析相一致的结论.研究表明,背景光引起的载流子竞争效应是影响晶体自散焦向自聚焦特性转换的内在物理本质.