非局域程度对向列相液晶中空间光孤子的影响

理论分析了非局域程度对向列相液晶中(1+2)维空间光孤子的影响.得到了非线性系数以及特征长度和预倾角的关系,并且给出了强非局域性的非线性薛定谔方程,最终得到了单孤子和临界功率的解析解.实验上,通过改变偏压从而间接测量了向列相液晶中的临界功率,并与数值模拟结果相结合与理论结果进行了比较,发现基本相符. 关键词： 空间光孤子 非线性系数 非局域程度 临界功率     

向列相液晶中强非局域空间光孤子传输的理论研究

对向列相液晶中非局域空间孤子的传输进行了理论研究.基于非线性液晶孤子传输方程，采用Gauss形式的试探解，不仅得到了空间孤子的解析解,而且还在临界功率附近得到了呼吸子的解析解.通过数值模拟证明我们的结果比Conti和Assanto等人的结果更合理.同时，对液晶中的非局域孤子模型和Snyder等提出的强非局域孤子模型进行了全面的比较. 关键词： 向列相液晶 空间孤子 非局域非线性 呼吸子     

非线性光学

非线性光学概论O4372007032364向列相液晶中强非局域空间光孤子的实验观察=Experi-mental observation of strong nonlocal optical spatial soli-tons in nematic liquid crystals[刊,中]/张涛(华南师范大学信息光电子科技学院传输光学实验室,广东省高校光子信息技术重点实验室.广东,广州(510006)),胡巍…//光学学报.?2007,27(1).?143-147通过实验对向列相液晶中的非局域空间光孤子的传输进行了研究。理论上基于非线性的液晶孤子传输方程,采用高斯形式的试探解,得到了孤子传输的解析解,以及对液晶中的非局域孤子和Snyder等提出的强非局域…     

向列相液晶中强非局域空间光孤子的相互作用

在数值和实验上研究了向列相液晶中空间光孤子的相互作用.向列相液晶中的响应函数为指数衰减函数,这不同于Snyder-Mitchell模型.数值模拟发现向列相液晶中的孤子相互作用仍然满足交叉点位置与输入功率的平方根成反比,强非局域下的Snyder-Mitchell模型交叉点位置与两束光的间距无关,而在向列相液晶中交叉点位置与两束光的间距有关;在实验上发现,向列相液晶中两束光交叉点的位置与输入功率平方根成反比,还和形成孤子的临界功率以及两束光之间的间距有关. 关键词： 强非局域非线性 向列相液晶 孤子相互作用 交叉点     

向列相液晶中强非局域空间光孤子的相互作用

在数值和实验上研究了向列相液晶中空间光孤子的相互作用.向列相液晶中的响应函数为指数衰减函数，这不同于Snyder-Mitchell模型.数值模拟发现向列相液晶中的孤子相互作用仍然满足交叉点位置与输入功率的平方根成反比，强非局域下的Snyder-Mitchell模型交叉点位置与两束光的间距无关，而在向列相液晶中交叉点位置与两束光的间距有关；在实验上发现，向列相液晶中两束光交叉点的位置与输入功率平方根成反比，还和形成孤子的临界功率以及两束光之间的间距有关.     

非局域空间光孤子相互作用的相关影响因素

非局域空间光孤子相互作用受到很多因素的影响,通过数值模拟和实验方法讨论了相位和外置偏压对向列相液晶中空间光孤子相互作用的影响。基于向列相液晶中的非局域非线性薛定谔方程,利用分步傅里叶变换算法进行数值求解,分析了相位对非局域空间光孤子相互作用的影响;另外,实验上在不同的入射条件下,研究了向列相液晶中双孤子的相互作用性质,得到了向列相液晶中两束光交叉点的位置与偏置电压的关系。     

负性介电各向异性向列相液晶中空间光孤子的理论研究

对非局域非线性介质向列相液晶中介电各向异性为负时的情况进行了研究.理论研究表明,负性介电各向异性的向列相液晶具有负的非线性系数.文中给出了其空间非局域响应特征宽度和非线性系数的表达式,并求出了其非局域响应函数;其次,用数值计算的方法给出了其空间孤子的传输结果.最后,研究了光束功率和偏置电压的改变对负性介电各向异性向列相液晶中光束传输的影响,发现偏置电压的改变会导致光束在负性介电各向异性液晶中形成孤子所需的临界功率发生改变.     

不同非局域程度条件下空间光孤子的传输特性

光束在非局域非线性介质中传输由非局域非线性薛定谔方程描述.讨论了在不同非局域程度 条件下，空间光孤子的传输特性.提出了一个基于分步傅里叶算法数值求解孤子波形和分布 的迭代算法.假定介质的非线性响应函数为高斯型，得出了在不同非局域程度条件下空间光 孤子的数值解，并数值证明了它们的稳定性.结果表明，不论非局域程度如何，光束都能以 光孤子态在介质中稳定传输.光孤子的波形是从强非局域时的高斯型过渡到局域时的双曲正 割型，形成孤子的临界功率随非局域程度的减弱而减小，光孤子相位随距离线性增大，相位 的变化率随非局域程度的减弱而减小. 关键词： 非局域非线性薛定谔方程 空间光孤子 临界功率 相位     

强非局域非线性介质中光束传输的空间光孤子解

利用1+2维Snyder-Mitchell模型讨论了柱坐标系下光束传输过程，得到了强非局域非线性介质中光束稳定传输的拉盖尔高斯型解，即空间光孤子解，并得到了入射光束稳定传输的临界功率.图示展现了几个低阶光孤子解，并发现了强非局域非线性介质中存在圆环形光孤子. 关键词： 强非局域非线性介质 拉盖尔高斯(Laguerre-Gauss)解 高阶空间光孤子     

非局域克尔介质中厄米高斯光束传输的变分研究

在非局域非线性克尔介质中,通过对介质实对称响应函数的泰勒展开,简化了非局域非线性薛定谔方程所对应的Lagrange密度,进而利用变分法对光束的传输问题进行了分析.求出试探解各个参量的演化方程并得到了自聚焦介质中的厄米高斯型光束的精确解析解,当输入功率达到临界功率时,即形成高阶空间光孤子(厄米高斯孤子),其最低阶(基模光孤子)就是高斯孤子.通过数值模拟发现解析解与数值解符合得很好. 关键词： 非局域克尔介质 变分法 厄米高斯光束 空间光孤子     

负性向列相液晶中1+1维空间光孤子:微扰法

利用微扰法对负性向列相液晶中的1+1维空间光孤子进行了系统性的研究, 得到了近似解析孤子解.通过数值迭代, 发现只有当非局域程度大于某一临界值时孤子才能存在.近似解析解即使在一般非局域程度下和数值解也符合得较好. 为讨论孤子的稳定性, 进行了线性稳定性分析, 发现孤子均是稳定的, 数值模拟进一步证实了线性稳定性分析的结果.     

Sine Hollow Solitons and Breathers in Nonlocal Media

The nonlocal nonlinear Schrödinger equation (NNLSE) describes the propagation dynamics of optical beams in nonlinear media with a spatial nonlocal response. Based on NNLSE, we obtain the generalized sine hollow solitons and breathers and show that the transverse intensity evolutions of them are always periodical. However, if the incident power takes a critical value, the beam width can remain invariant during the propagation, just like the solitons. Otherwise, the beam width varies periodically, just like the breathers. We investigate the evolution characteristics for both cases analytically and numerically in detail.     

双曲正割光束在弱非局域非线性体材料中的传输特性研究

利用变分法研究了(2+1)维圆对称双曲正割光束在弱非局域非线性介质中的传输,得到了描述光束束宽、相位、波前曲率、振幅演化的一组微分方程,并得到了光束做孤子传输的临界功率;通过稳定性分析给出了弱非局域情形非局域效应对光束传输的稳定作用的定量描述,从而自洽地阐述了由不稳定的(2+1)维克尔孤子到稳定的(2+1)维弱非局域孤子的过渡情形. 数值模拟的结果验证了变分计算结果的正确性,并说明圆对称的双曲正割函数是(2+1)维弱非局域空间孤子的很好的近似. 关键词： 双曲正割光束 弱非局域非线性介质 空间光孤子     

(1+1)维强非局域非线性介质中的高阶模呼吸子

基于强非局域非线性介质中的Snyder-Mitchell模型,利用分离变量法得到了(1 1)维光束传输的厄米-高斯型解析解.比较厄米-高斯型解析解与非局域非线性薛定谔方程的数值解,证实了,在强非局域条件下,该厄米-高斯型解与数值解完全吻合.对厄米-高斯光束的传输特性进行研究,结果表明,光束束宽会出现周期性的压缩或者展宽现象.并且得到了实现厄米-高斯光束稳定传输的临界功率、厄米-高斯孤子解及传输常量,临界功率与厄米-高斯光束的阶数无关,但传输常量随阶数的增加而增加.高斯呼吸子和高斯孤子就是基模厄米-高斯呼吸子和基模厄米-高斯孤子.     

傍轴高斯光束在强非局域介质中的传输特性

运用变分法研究了傍轴高斯光束在三维轴对称强非局域介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程、一个势函数、一个临界功率和一个由强非局域介质特性与初始束宽决定的特征参量ε。通过对势函数的进一步分析,结果表明,作为强非局域模型,必须满足0≤ε<1/3。在此前提下,当初始功率等于临界功率时,可以得到稳定的空间孤子;对于一般情形,束宽则作周期性压缩或展宽变化,也可能将不断展宽。该结果与数值解基本一致。     

Solitons in optical lattices with nonlocal nonlinearity

The propagation of spatial solitons is systematically investigated in nonlocal nonlinear media with an imprinted transverse periodic modulation of the refractive index. Based on the variational principle and the infinitesimal approximation of Maclaurin series expansion, we obtain an analytical solution of such nonlocal spatial solitons and an interesting result that the critical power for such solitons propagation is smaller than that in uniform nonlocal self-focusing media. It is found that there exist thresholds in modulation period and lattice depth for such solitons. A stable spatial soliton propagation is maintained with proper adjustment of the modulation period and the lattice depth.