非局域非线性介质中空间暗孤子的理论和实验研究

对非局域非线性介质中的空间暗孤子进行了研究.理论上运用牛顿迭代法求解非局域非线性薛定谔方程,得到了不同传播常数下的非局域空间暗孤子的数值解,发现在任何非局域程度以及任何传播常数条件下,都存在暗孤子的解,而且孤子的束宽与非局域程度存在一定的关系.实验上,在染料溶液中观测到了空间暗孤子在非局域非线性介质中的形成.利用输入功率所引起的非线性效应强度的变化,分析了背景光波形对暗孤子的影响,数值模拟结果与实验结果相符合. 关键词： 非局域非线性 空间暗孤子     

C60溶液中的暗空间光孤子及其诱导的柔性光波导

利用Ａｒ＾＝激光在Ｃ６０甲苯溶液中产生的自散焦效应观察到暗空间光取子以及由它诱导出的柔性光波导现象。通过对非线性薛定谔方程的数值计算，模拟了暗空间孤子的形成过程，获得与实验相符的结果。     

基于Hirota方法探求非零边界条件下MNLS/DNLS方程的孤子解

Hirota双线性导数变换处理非线性偏微分方程，是一种比反散射变换更为方便的直接方法。本文展示了Hirota双线性导数变换法应用于求解非线性可积方程的一般手续，以非零驻波边界条件下修正的非线性薛定谔(MNLS)方程为例，探求其孤子解；再通过简单的参数归零法直接得到导数非线性薛定谔(DNLS)方程在非零常数边界条件下的相应孤子解，亮/暗孤子解随时间和空间变量的演化也通过图像加以演示，所得孤子解与反散射方法得到的结果一致相符。     

对数型非线性介质中一维空间暗、灰孤子的存在性分析

对在对数型非线性介质中空间灰孤子的存在性进行了研究，认为对数型非线性介质中可以同 时支持暗和灰空间孤子态.并对暗空间孤子的宽度变化作了分析，指出当峰值功率较低时， 束宽随功率的增大而急剧减小，表现出良好的非线性效应；当峰值功率逐渐增大时，束宽的 减小趋势逐渐放慢直至趋于停止. 关键词： 空间暗孤子 空间灰孤子 对数型非线性介质     

叶绿素丙酮溶液中热致暗空间光孤子实验

设计了热致暗空间光孤子的实验光路和偶边界条件的实施方案，在叶绿素丙酮溶液中实现了热致暗空间光孤子实验，并采用分步傅里叶变换法进行了数值模拟，发现两者的结果一致。     

暗孤子在高斯变迹光纤光栅中的演化

运用快速傅里叶方法数值模拟了暗孤子在高斯变迹光纤光栅中的演化以及暗孤子之间的相互作用。结果表明,在一定条件下光纤光栅的正常色散区可以维持暗孤子的稳定传输,并且孤子的稳定性与f的取值(孤子离禁带的位置)和非线性系数有关。输入两个暗孤子时,孤子之间的相互作用随f的增大而加强,当f继续增大时孤子中心和背景处出现震荡现象并演化产生灰孤子;f越大,两个孤子的稳定性对非线性效应越敏感。     

耦合暗孤子在自散焦介质中的传输特性

空间光孤子是介质衍射效应和非线性效应相平衡的结果。当两束非相干光在非线性介质中传输时,两孤子发生交叠而产生相互作用,本文研究自散焦介质中非相干耦合暗孤子对的传输特性和相互作用。基于描述光束传播的耦合非线性薛定谔方程组,利用变分法,首先得到了自散焦克尔介质中传输的两暗孤子的幅值、横向中心位置坐标、速度和相位随传输距离变化的参数演化方程组,讨论了孤子参数演化的规律。然后,为分析孤子间相互作用,导出了两幅值相等的暗孤子在传输过程中孤子间距随传输距离的变化规律,作出了孤子对传输图像和相互作用图像,最后导出了孤子间相互作用势能和相互作用力的表达式,并利用图像详细分析了孤子间的相互作用特性。研究结果表明:无损耗情况下,孤子的幅值不受耦合作用的影响,传输过程中保持不变;耦合相互作用使两孤子横向中心位置坐标发生明显漂移,当两孤子间距较小时,孤子间距随传输距离作变速变化,变化速率与孤子的幅值和耦合程度有关,当两孤子间距趋近于零时,孤子间距随传输距离呈匀速的稳定变化;暗孤子间的相互作用力为排斥力,随着孤子间距增大,排斥力先增大后减小,而相互作用势能一直逐渐减小,当孤子间距增至4.5附近时,孤子间势能减小到几乎为零。     

具有2n+1次非线性的薛定谔方程暗孤子特性

研究了具有2n+1次非线性的薛定谔方程暗孤子特性。首先,给出了静态暗孤子解的统一解析表达式,发现静态暗孤子的宽度随非线性幂次的增大而减小,其深度保持不变。其次,研究了运动暗孤子的演化行为,给出了运动暗孤子波函数随空间和时间变化的普适表达式,发现对于给定的暗孤子运动速度,孤子的密度和相移都随非线性幂次的增加而减小。研究结果表明,对于给定的非线性多方指数,运动暗孤子的能量随运动速度的增加而减小。最后,通过数值模拟验证了所得解析结果。     

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.     

C60溶液中的暗空间光孤子及其诱导的柔性光波导

利用Ａｒ^＋激光在C₆₀甲苯溶液中产生的自散焦效应观察到暗空间光孤子以及由它诱导出的柔性光波导现象．通过对非线性薛定谔方程的数值计算，模拟了暗空间孤子的形成过程，获得与实验相符的结果 关键词：     

The linear and nonlinear optical effects of white light

An overview of our research group’s experimental and theoretical developments is provided on the linear and nonlinear optical effects of white light since 2003. Their work includes the experimental researches on the white light one-dimensional photovoltaic dark spatial solitons and the waveguides and directional couplers induced by them, the circular and elliptic white-light dark spatial solitons and the white-light photorefractive phase masks, two-dimensional white-light photonic lattices and the applicati...     

温度对中心对称光折变稳态暗孤子演化的影响

为了得到温度对中心对称光折变晶体中空间暗孤子影响的结果,数值研究了中心对称光折变暗孤子动态演化的温度特性。结果表明,孤子强度包络演化强烈地依赖于晶体的温度和介电常数的温度特性。在290-320K的温度变化范围内,暗孤子的宽度随温度的增加而变大,孤子的峰值强度随温度的增加而变小。在300K的温度下,中心对称光折变介质中可以形成稳定的暗空间孤子,当温度从300K升高或降低时,孤子将克服较小的扰动而保持稳定的传播。通过调整温度可以改变孤子的空间形态。     

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。     

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：     

Interactions of dark solitons in photovoltaic photorefractive crystals with diffusion nonlinearity

We investigate the interaction of spatial dark optical soliton pair in open-circuit photovoltaic photorefractive crystals by considering the effect of background light and diffusion nonlinearity. We show that the spatial dark solitons repel each other and travel along different trajectories for the coherent interactions that one undergoes reflection and the other one deflects significantly when they are closely overlapped, and the dark solitons attract and deflect simultaneously along a parabolic trajectory for the case of incoherent interactions. The deflection distance depends on the intensities and the initial separation between the dark solitons.     

Attraction of nonlocal dark optical solitons

We study the formation and interaction of spatial dark optical solitons in materials with a nonlocal nonlinear response. We show that unlike in local materials, where dark solitons typically repel, the nonlocal nonlinearity leads to a long-range attraction and formation of stable bound states of dark solitons.     

光折变聚合物中的小振幅空间光孤子

给出了稳态条件下光折变聚合物中的小振幅空间孤子的演化方程,得到了方程的暗、亮孤子解析解,并且给出了小振幅聚合孤子的宽度表达式结果表明,光折变聚合物中存在着双曲正切形式的小振幅暗空间孤子和双曲正割形式的小振幅亮空间孤子,小振幅聚合孤子的宽度与外加电场成反比关系.     

光折变聚合物中的小振幅空间光孤子(英文)

给出了稳态条件下光折变聚合物中的小振幅空间孤子的演化方程,得到了方程的暗、亮孤子解析解,并且给出了小振幅聚合孤子的宽度表达式。结果表明,光折变聚合物中存在着双曲正切形式的小振幅暗空间孤子和双曲正割形式的小振幅亮空间孤子,小振幅聚合孤子的宽度与外加电场成反比关系。