在LiNbO_3: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16.75μm,入射光功率为400μW.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.     

暗光伏孤子的实验研究

在LiNbO3∶Fe晶体中，采用相位掩模对部分空间非相干和相干暗光伏孤子进行了实验研究.实验观察到了部分空间非相干和相干的一维和二维暗光伏孤子，它们的形成来源于光伏效应，是自散焦效应和衍射效应平衡的结果.实验和理论分析表明，暗光伏孤子的形成与光的传输方向，强度梯度与晶体c轴夹角有关；只有在一定的条件下，才能得到稳态的部分空间非相干暗光伏孤子.     

部分空间非相干暗光伏孤子诱导一维波导研究

在光折变晶体LiNbO3∶Fe中观察到部分空间非相干光形成的一维暗光伏孤子,并由此暗光伏孤子在该晶体中诱导出一维波导.暗光伏孤子是由光折变晶体的强光伏效应产生,是晶体自散焦效应和衍射效应相平衡的结果;此外,光伏孤子的形成还依赖于光束的传播方向和晶体光轴与强度梯度的相对方向.在一维情况下,非相干光孤子诱导出单一的平面波导,能够对弱光敏的强光进行导光.实验证明了用低能量非相干光束控制转换高能量相干光束的可能性.     

非相干耦合热电光伏光折变空间孤子对(英文)

基于无偏压光伏光折变晶体,理论研究了热电效应和光伏效应共同作用下的稳态空间孤子对.从非相干耦合波方程出发,推导了热电光伏孤子对的数值解;采用有限差分方法,数值模拟了各类孤子对的强度包络.结果表明:在自散焦光伏光折变晶体中,当正的热电场远大于光伏场时,亮-亮孤子对可以存在;当暗-暗或者灰-灰孤子对存在时,负的热电场可以增强自散焦效应,进而减小孤子的半峰全宽.各类孤子对的半峰全宽可以通过改变热电场的大小而加以操控.此外,非相干耦合热电光伏孤子对可以在一定条件下分别退化成热电孤子对或者光伏孤子对.借助晶体的热电效应,可以使光折变晶体LiNbO3从自散焦转变成自聚焦,从而灵活控制晶体中孤子对的特性.     

双光子光折变介质中非相干耦合光伏孤子族

为了得到双光子非相干耦合光伏孤子族的结果,采用数值模拟方法,对稳态情况下多束互不相干的光束在双光子光伏光折变晶体中的传播进行了研究。结果表明:具有相同偏振和相同波长的多束互不相干的入射光束可在晶体中形成双光子非相干耦合光伏孤子族。当入射光束中仅包含两个分量时,孤子族就转化为光伏孤子对。并用双光子光伏光折变晶体Cu:KNSBN和LiNbO3进行了分析说明。研究结果可为空间光孤子理论的发展提供理论依据。     

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     

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.     

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.     

有外加电场的光伏光折变晶体中的非相干耦合亮-暗屏蔽光伏孤子对

对有外加电场的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了研究,证明非相干耦合亮暗屏蔽光伏孤子对的存在. 关键词： 光折变 空间孤子 光伏效应     

双光子光折变介质中非相干耦合亮-暗混合屏蔽孤子族

 根据光波耦合方程及亮-暗孤子对解,对稳态情况下多束互不相干的光束在有外加电场的双光子非光伏光折变晶体中的传播进行分析,给出产生亮-暗双光子光折变屏蔽光伏孤子族需满足的条件。证明有外加电场双光子非光伏光折变晶体中存在非相干耦合亮-暗混合屏蔽孤子族,孤子族由偏振态和波长都相同的多束互不相干的光形成。当外加电场方向和晶体光轴方向相同时,双光子光折变晶体可支持亮孤子族总峰值光强稍大于暗孤子族总峰值光强的的非相干耦合亮-暗混合孤子族,当外加电场方向与晶体光轴方向相反时,双光子光折变晶体可支持亮孤子族总峰值光强稍小于暗孤子族总峰值光强的非相干耦合亮-暗混合孤子族。     

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.     

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. 关键词： 屏蔽-光伏 空间孤子 孤子宽度 亮暗孤子转换     

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。     

完全非相干白光一维光生伏打暗空间孤子

使用白炽灯作光源在LiNbO₃∶Fe晶体内实验观察到一维白光光生伏打暗空间孤 子. 由奇数 和偶数初始条件分别产生了灰孤子和灰孤子对，它们所感应的波导能导向白光和相干光. 用 相干光清楚地探测到它们内部的多模结构. 该实验证明了白光光生伏打暗空间孤子的存在， 并指出了用完全非相干的白光暗孤子控制和导向相干光的可能性. 关键词： 光生伏打效应 自陷 完全非相干孤子 波导     

Waveguides formed by incoherent dark solitons

We demonstrate experimentally optical guidance of coherent light beams, using incoherent light. Such guidance is made possible by generation of partially spatially incoherent self-trapped dark beams (dark incoherent solitons) in a noninstantaneous nonlinear medium. In the one-dimensional case, the incoherent solitons induce single and Y-junction planar waveguides, whereas in the two-dimensional case, they form circular waveguides. These experiments introduce the possibility of controlling high-power laser beams with low-power incoherent light sources such as LED's or lightbulbs.     

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。     

Formation of multiple dark photovoltaic spatial solitons

We theoretically study the formation of multiple dark photovoltaic soliton splitting in the quasi-steady-state and steady-state regimes under open-circuit conditions. We find that the initial width of the dark notch at the entrance face of the crystal is a key parameter for generating an even (or odd) number sequence of dark coherent photovoltaic solitons. If the initial width of the dark notch is small, only a fundamental soliton or Y-junction soliton pair is generated. As the initial width of the dark notch is increased, the dark notch tends to split into an odd (or even) number of multiple dark photovoltaic solitons, which realizes a progressive transition from a low-order soliton to a sequence of higher-order solitons. The soliton pairs far away from the centre have bigger width and less visibility. In addition, when the distance from the centre of the dark notch increases, the separations between adjacent dark stripes become slightly smaller.