空间非相干多分量光束构成的非相干耦合屏蔽孤子对

两束本身具有空间非相干性的非相干多分量光束可以在光折变介质中形成非相干耦合 屏蔽孤子对，利用相干密度法得到了亮 亮、暗 暗型耦合孤子对的解，并研究了构成 非相干孤子对分量光束的相干组分的传播特性. 关键词： 空间非相干多分量光束 耦合孤子对 相干密度 相干组分     

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     

强非局域非线性介质中的非相干孤子研究

本文从一维强非局域非线性模型出发,推导出非相干光满足的非线性薛定谔方程.按照相干密度描述方法,写出非相干光的描述方式,求出了非相干光孤子的形成条件和孤子形式,还得到了相干光和非相干光在强非局域非线性介质中形成孤子的临界功率,结果说明非相干光形成孤子时,需要更高的能量.当非相干光孤子的条件不满足时,非相干光束以呈现振荡行为.空间振荡周期仅与介质、入射的非相干光的光功率有关,而与光源的非相干角功率谱宽度及具体组分无关.同时,我们还数值模拟了这种非相干光束的振荡行为和单一组分、一对组分的非相干强度演化过程.     

基于双光子异构非线性的非相干耦合孤子族

理论研究了基于双光子异构非线性的非相干耦合孤子族的存在性.发现非相干耦合灰孤子族及暗孤子族可以在具有双光子异构非线性的块状聚合物中存在.若各分量成分具有相同的偏振和波长但彼此互不相干,可能形成这种孤子族.用数值方法详细地研究了这种非相干耦合灰孤子族及暗孤子族的存在条件及其特性.非相干耦合孤子族的每一个分量成分具有相同的半高全宽.当这一非相干耦合灰孤子族或暗孤子族在具有双光子光致异构非线性的聚合物中传播时,各分量成分光束都能稳定传播.研究表明,灰孤子族各分量成分具有横向运动速度,但暗孤子族不会在横向上发生移动.当这种非相干耦合孤子族只有两个分量成分时,它们自动退化成灰孤子对或暗孤子对.     

光折变非相干耦合空间孤子族统一理论

理论证明了稳态条件下有分压电阻和e偏振非相干均匀背景光辐照的光伏光折变晶体中存在非相干耦合空间孤子族.这种孤子族是由多束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的.孤子族各分量成分光束都能在晶体中稳定传播.当入射光束中只含有一个或两个分量时,空间孤子族退化为空间孤子或非相干耦合孤子对.当分压电阻、 e偏振背景光、 外加电场和光伏场取不同值时,可获得14种光折变非相干耦合空间孤子族.先前已报道的非相干耦合空间孤子族都可在不同条件下从本文中得到.     

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     

时空非相干光孤子的传播和相干特性

研究了时空非相干椭圆形高斯光束在饱和对数型非线性介质中的自陷行为,得到了孤子的形成条件并分析了其相干特性,讨论了光束自陷的变化形式,发现光束的初态和材料非线性对其有决定性的影响, 并进一步获得了光束半径和光束相干半径的解析表达式,发现光束的相干特性不但会随传播距离产生周期性的变化,且随组份频率的增大而减弱.     

强非局域非线性介质中的涡旋光孤子

满足强非局域条件时，光束在非局域非线性介质的传输过程由Snyder-Mitchell模型描述.在旋转柱坐标系下求解了Snyder-Mitchell模型，得到涡旋光孤子的自相似旋转解析解.结果表明，涡旋光孤子解在径向是惠特克函数与幂函数的乘积，光束的光强呈环形分布，光束绕光束中心旋转. 关键词： 非局域非线性介质 强非局域性 涡旋光孤子 惠特克函数     

多个部分非相干光孤子的相互作用

基于相干密度理论，数值地研究了在饱和对数非线性介质中多个部分非相干光空间孤子之间的相互作用. 数值结果表明，在非相干参量较小情况下，非相干光孤子的相互作用与相干光孤子的相互作用规律较类似. 当非相干参量较大时，强的非相干性模糊了孤子之间的相位关系，孤子间的相互作用主要以非相干相互吸引作用为主. 特别是在非相干参量较大而且孤子初始相对相位差为π的情况下，多个部分非相干光孤子可并行传播形成稳定的阵列孤子. 利用多个非相干光孤子的不同相互作用形态写入各种阵列波导，为实现光控制光、导向光提供了一种可能性. 关键词： 多个部分非相干光空间孤子 空间光孤子的相互作用 相干密度理论 饱和对数非线性     

饱和参数对高阶双稳态慢光孤子的影响

慢光和慢光孤子由于在全光通信技术等领域内的重要应用已成为量子光学和非线性光学研究的热点。利用四阶紧致分裂步有限差分法离散精确描述三能级冷原子介质中高阶型双稳态慢光孤子行为的广义非线性薛定谔方程,得到相应的离散格式。采用Rb原子D1线精细结构参数进行数值模拟,通过适当改变精细结构饱和参数和初始入射探测场,分析单个和多个双稳态慢光孤子的演化行为。数值结果表明饱和参数对高阶双稳态慢光孤子的演化有显著的影响,多个慢光孤子的相互作用不但与慢光孤子的振幅和相互距离有关,还和慢光孤子的排列方式有关。     

非相干空间孤子的自陷行为

用相干密度法研究了一维非相干光束在饱和对数型光折变介质中的自陷行为,发现在传输过程中孤子的形态可具有稳态和周期性振荡的特点,具体取决于入射光束的初始宽度、相干特性和材料的非线性响应;研究了构成非相干光束的相干组份的传播行为,发现各相干组份的强度和光束宽度沿纵向发生周期性变化,峰值位置沿横向发生周期性变化.另外,利用横向相干宽度研究了非相干光束在各种传输状态下相干特性的变化,从而进一步解释了非相干光束在不同传播状态下的演化特性.     

饱和对数非线性介质中非相干孤子碰撞对相干性的改善

基于相干密度理论，数值地研究了饱和对数非线性支持的部分非相干亮孤子对的相互作用.研究表明，两个非相干亮孤子碰撞不仅能增大碰撞区的光强，还可以大大改善部分非相干光束的相干性.同时还研究了非相干性对孤子碰撞的影响，非相干性不仅抑制了孤子间的相干作用如吸引、排斥和能量交换，同时还由于非相干叠加作用而引入了弱的相互吸引. 关键词： 非相干性 饱和对数非线性 空间光孤子     

Dynamical switching and memory via incoherent pump assisted optical bistability

We analyze the dynamical behavior of all-optical switching and memory based on tunable optical bistability in a three-level Λ-type atomic system driven by a probe field circulating in an optical ring cavity, a coherent coupling field and an incoherent pump field outside cavity. Owing to the incoherent pump process, the absorption and Kerr nonlinearity near the atomic resonance change dramatically as a result of varied population distribution and atomic coherence, and then the switch-up and switch-down thresholds, as well as the width (or area) of bistable curve, can be manipulated effectively. By tuning the intensity of either coherent coupling field or incoherent pump field, we can make the system output flip between the lower and upper branches of different bistable hysteresis loops while the cavity input keeps to a constant value. Accordingly, all-optical switching and memory can be implemented via dynamical control of the bistable behavior under the assistance of incoherent pump. The proposed scheme can find potential applications in all-optical communication and computation.     

Parametric three-wave soliton generated from incoherent light

We show analytically and numerically that, under certain conditions, coherent localized structures can be generated and sustained from an incoherent source in quadratic nonlinear media. This phenomenon, which relies on the convection between the waves interacting in the medium, leads to the formation of a novel type of three-wave parametric soliton composed of both coherent and incoherent fields.     

Interaction of nonlocal incoherent spatial solitons

We investigate numerically the interaction of nonlocal incoherent spatial solitons in strongly nonlocal kerr media based on the coherent density approach. Numerical simulations show that the incoherent soliton position is very similar to the case of coherent soliton, and show that the incoherence plays an important role in the soliton interaction, while the role of other parameters such as the phase difference, the separation, the extent of nonlocality and the input power play in the interaction is very similar to the case of nonlocal coherent soliton. Some interesting numerical examples are presented to illustrate their interaction behavior further. Pertinent physics features are addressed.     

光诱导准一维光子晶格中离散空间光孤子的相互作用

基于分步束传播法数值分析了离散空间光孤子在准一维光诱 导光子晶格中的相干与非相干相互作用过程. 结果表明: 对于相干孤子, 同相时相互吸引, 反相时相互排斥. 然而, 由于非线性响应的各向异性, 横向排布的非相干孤子会因间隔波导数目的增加而由相互吸引变为相互排斥. 并且, 沿对角方向排布的两个非相干孤子在孤子相 互作用力和布拉格反射的共同影响下, 会呈现出"钟摆式"振荡传输现象. 研究结果有助于进一步理解非线性各向异性对离散孤子相互作用的影响机制, 并为后续实验研究提供理论参考.     

Bright spatial solitons on a partially incoherent background

We present the first observation of incoherent antidark spatial solitons in noninstantaneous nonlinear media. This new class of soliton states involves bright solitons on a partially incoherent background of infinite extent. In the case where the nonlinearity is of the Kerr type, their existence is demonstrated analytically by means of an exact solution. Computer simulations and experiments indicate that these incoherent antidark solitons can propagate in a stable fashion provided that the spatial coherence of their background is reduced below the incoherent modulation instability threshold.     

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. 关键词： 光伏 部分空间非相干 孤子