拉曼散射与自陡峭效应对皮秒孤子传输特性的影响

通过求解包含拉曼增益和自陡峭效应的高阶非线性薛定谔方程, 运用MATLAB模拟了拉曼增益和自陡峭效应共同作用对孤子脉冲在各向同性光纤中传输特性的影响, 结果表明, 自陡峭效应会导致孤子产生时域位移, 而且会使高阶孤子产生孤子分裂现象. 与此同时, 拉曼增益改变了孤子的传输特性, 抑制了自陡峭效应, 从而导致脉冲宽度增大、脉冲偏移程度减弱、高阶孤子分裂成基阶孤子所需的传输距离增大.     

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     

超短激光脉冲在等离子体中的分裂以及类孤子结构的形成

用一维粒子模拟研究了超短脉冲在等离子体中传播时产生的光孤子结构以及由此形成的脉冲分裂现象，比较了不同峰值强度和脉冲宽度对形成光孤子以及脉冲传播方式的影响.研究表明: 脉冲宽度在若干个到十几个振荡周期的超短脉冲在等离子体中可能形成高速传播的光孤子；脉冲宽度增加和强度增大两种方式都可以使得孤子结构的传播速度减慢,且由于高阶孤子的衰变使得初始激光脉冲在等离子体中发生分裂，形成两个以不同速度向前传播的孤子结构.由孤子阶数的理论计算可较好地预言激光脉冲在等离子体中分裂的子脉冲数. 关键词： 光孤子 超短激光脉冲 等离子体 粒子模拟     

点间隧穿调控五能级M型三量子点电磁感应透明介质中的孤子碰撞性质

基于现有实验,本文构建一束弱线性偏振光在平行于传播方向的磁场作用下分裂为两正交偏振光,当其与三角形三量子点相互作用后形成五能级M型三量子点电磁感应透明介质模型.随后,利用多重尺度结合傅里叶积分方法研究体系中的光孤子传播及两孤子间的碰撞特性,结果发现孤子间的碰撞方式是由其初始相位差所决定.当孤子间初相位差为0时,孤子间的碰撞为周期性弹性碰撞;当初相位差为π/4,π/2和π时,孤子间会产生排斥作用力而使两孤子分离.有趣的是,孤子间的碰撞特征受量子点间的隧穿强度的调控.当点间隧穿强度的增加,初相位差为0的孤子间的碰撞周期减小;而初相位差为π/4,π/2和π时孤子间的排斥力增大.这为实验上如何操控半导体量子点器件中的孤子动力学提供了一定的理论依据.     

光致异构聚合物材料中暗条纹的Y型分裂研究

数值分析方法研究了对称轴两侧光场具有相位跃变的暗条纹在具有光致异构非线性的聚合物中的演化情况及一些有关性质.结果表明，两侧光场相位跃变不为π时，入射暗条纹会向两边分开而形成Y型分裂；相位跃变从0到π增大，分裂程度变小.发现相位超前一边分出来的灰条纹与原传播方向之间的夹角对于不同相位跃变值基本保持不变，而相位滞后一边分出来的灰条纹与原传播方向之间的夹角则随相位跃变的增大而减小；相同相位跃变、不同光强的光束分开角度基本保持不变.数值模拟发现这种Y型分裂在材料中产生的折射率改变具有波导作用，可以使入射高斯光束产生Y型分裂. 关键词： 光伏空间孤子 光致异构 Y型分裂 分步傅里叶法     

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. 关键词： 耦合光伏空间孤子 光控光     

光伏暗孤子和灰孤子的自偏转

分别用数值法和微扰法研究了考虑背景光时光伏暗空间孤子的自偏转特性.与亮孤子不同，暗孤子光束中心的运动轨迹不为抛物线.在归一化的直角坐标系(ξ,ζ)中，暗孤子朝ξ>0的方向偏转；同时，暗孤子光束中心光强发生改变.通过调节晶体对信号光和背景光的有效光伏系数之比r或信号光光强可以控制它的自偏转.还用数值方法研究了灰空间孤子的自偏转特性，发现灰孤子光束自偏转特性依赖于横向初速度v.当v>0时，灰孤子光束朝ξ>0的方向 关键词： 光伏空间暗孤子 光伏空间灰孤子 扩散效应 自偏转     

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.     

有偏压的光伏光折变晶体中屏蔽光伏孤子的自偏转

修正了有偏压的光伏光折变晶体中屏蔽光伏孤子的理论。用微扰法研究了屏蔽光伏孤子的自偏转，得出孤子光呸中心的运动为抛物线，并且空间频率分量随传播距离而线性移动，改变外偏压或旋转光的偏振方向可以控制其自偏转。当光伏效应可忽略时，屏蔽光伏孤子的非线性波动方程就转化为屏蔽孤子的非线性波动方程，它的自偏转就转化为屏蔽孤子的自偏转。当外偏压为零时，屏蔽光伏孤子的非线性波动方程就转化为光伏孤子的非线性波动方程，它的自偏转证明了光伏孤子中也存在着自偏转。     

加偏压光伏光折变晶体中低振幅屏蔽光伏明孤子的温度特性

在忽略扩散效应的条件下,讨论了加偏压光伏光折变晶体中低振幅屏蔽光伏明孤子的温度特性.当温度一定时,晶体中可形成稳态屏蔽光伏明孤子,当温度改变时,孤子由一稳态变为另一稳态.通过适当调节温度,可以控制孤子的空间形态.     

闭路光伏暗空间孤子的自偏转特性研究

通过考虑扩散效应的影响,采用数值方法,研究了一维稳态闭路光伏暗空间孤子的自偏转特性。结果表明,在扩散项的影响下,光伏暗空间孤子光束的中心沿一个抛物线轨迹在光折变晶体光轴方向上产生偏转;孤子中心偏转距离随光伏场以及入射孤子波强度的增加而单调增加。光伏暗空间孤子与明孤子的自偏转规律有明显不同。     

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.     

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。     

弱光强空间屏蔽光伏明孤子的动态演化特性

在忽略晶体损耗和扩散效应的情况下，讨论了加外电场的光伏光折变晶体中弱光强空间屏蔽光伏明孤子及其演化特性，在弱光强条件下得到了空间屏蔽光伏明孤子的解析解表达式，与运用数值计算的方法所得到的结果十分吻合，该方法解决了以往数值求解动态演化方程时必须先数值求解常数分方程或积分方程的问题，讨论了参量失配情况下空间屏蔽光伏明孤子的动态演化特征。     

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. 关键词： 光伏空间孤子 多个孤子 相互作用     

Diffusion-induced deflection and the effect of two-wave mixing gain on dissipative photovoltaic solitons

In an open-circuit dissipative photovoltaic (PV) crystal, by considering the diffusion effect, the deflection of bright dissipative photovoltaic (DPV) solitons has been investigated by employing numerical technique and perturbational procedure. The relevant results show that the centre of the optical beam moves along a parabolic trajectory, while the central spatial-frequency component shifts linearly with the propagation distance; furthermore, both the spatial deflection and the angular derivation are associated with the photovoltaic field. Such DPV solitons have a fixed deflection degree completely determined by the parameters of the dissipative system. The small bending cannot affect the formation of the DPV soliton via two-wave mixing.     

Higher-order space-charge field effects on the self-deflection of photovoltaic dark spatial solitons

We investigate theoretically the effects of higher-order space-charge field on the self-deflection of photovoltaic dark spatial solitons by numerical method under steady-state conditions. The expression for an induced space-charge electric field, including higher-order space-charge field terms is obtained. Numerical results indicate that photovoltaic dark solitons possess self-deflection process during propagation, and the solitons always bend in the direction of the c-axis of the crystal. The self-deflection of dark solitons can experience considerable increase especially in the regime of high photovoltaic field strengths. Relevant examples are provided.     

Incoherently coupled screening photovoltaic spatial solitons in biased photovoltaic photorefractive crystals

Propagation characteristics and stability properties of two-component composite screening photovoltaic spatial solitons have been analyzed in this paper. Employing paraxial ray approximation, we have identified a very large family of new two-component composite screening photovoltaic solitons in photovoltaic-photorefractive crystals. These composite solitons can exist only when the carrier beams have the same polarization, wavelength and are mutually incoherent. We have identified a wide parameter space involving spatial width and power where these composite solitons can exist as a stationary entity. The identified regions of existence of solitons give a deeper understanding of these solitons and reveal some interesting properties. We have shown that composite solitons with different widths cannot propagate as a stationary entity. A relevant example has been provided where the crystal is LiNbO₃ or BaTiO₃. In addition, we have shown that in the new family of solitons, a degenerate pair with equal peak power possesses bistable property. Both paraxial theory and numerical simulation show that the identified family of composite solitons is stable.