LiNbO3晶体中光伏亮孤子实验研究

从理论上分析了具有不同Glass常数的背景光在晶体折射率空间分布相对变化中的作用,得到了折射率改变为负的晶体中形成亮、暗光伏孤子的条件. 以此为基础,用532nm的e光作信号光、488nm的o光作背景光并不断变化背景光和信号光的功率,首次在实验上观察到了LiNbO₃∶Fe晶体中亮光伏孤子的形成. 关键词： 亮光伏孤子 自散焦 自聚焦 光生伏打效应     

LiNbO3晶体中光伏亮孤子实验研究

从理论上分析了具有不同Class常数的背景光在晶体折射率空间分布相对变化中的作用,得到了折射率改变为负的晶体中形成亮、暗光伏孤子的条件.以此为基础,用532nm的e光作信号光、488nm的o光作背景光并不断变化背景光和信号光的功率,首次在实验上观察到了LiNbO3:Fe晶体中亮光伏孤子的形成.     

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     

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     

开路光伏空间孤子的动态行为

从理论上研究了开路情况下一维光伏空间孤子的时间演化过程.采用数值方法,通过研究有无背景光辐照下光伏空间亮(暗)孤子的含时空间电荷场,分别得到了光伏空间亮(暗)孤子的孤子波形强度微分方程.在此基础上研究了开路情况下通过增加均匀背景光辐照强度对光伏空间孤子及其半峰全宽的影响.结果显示,通过增加均匀背景光辐照强度,光伏空间孤子随时间的演化过程比没有均匀背景光时加快的倍数为均匀背景光强与暗辐照光强之比.光伏空间孤子的半峰全宽达到稳态所需的时间随孤子峰值强度和暗辐照与均匀背景光强度之和的比值的增大而变短.     

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     

双色光光伏空间孤子的形成条件及其应用

以折射率改变为正的光伏晶体为例，讨论在其中形成双色光光伏空间孤子的条件-一般而言，在满足上述条件的情况下，双色光可以形成双色光亮孤子、双色光暗孤子、一亮一暗孤子-对于一个波长的光（ray2）单独不能形成亮孤子（它的Glass系数与背景光的Glass系数之比R2小于１）的情况，如果再加上一束另一个波长的光（ray1），且其Glass系数与背景光的Glass系数之比R1大于１，则在一定条件下，这个双色光中两个颜色的光可以都形成亮孤子-还讨论了ray1的光强对孤子宽度的影响- 关键词： 双色光 光伏 空间孤子 全光开关     

有分压电阻和e偏振非相干背景光辐照的光折变晶体中非相干耦合空间孤子对

为了得到光折变晶体中非相干耦合空间孤子对统一理论的结果,基于单光子光折变空间光孤子的基本理论模型,建立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单光子光伏光折变晶体中非相干耦合空间孤子对理论.研究表明:这种孤子对是由两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的,孤子对两光束都能在晶体中稳定传播;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对.本文的结果对完善和充实光折变空间孤子理论体系有重要意义.     

有分压电阻和e偏振非相干背景光辐照的光折变晶体中非相干耦合空间孤子对

为了得到光折变晶体中非相干耦合空间孤子对统一理论的结果,基于单光子光折变空间光孤子的基本理论模型,建立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单光子光伏光折变晶体中非相干耦合空间孤子对理论. 研究表明:这种孤子对是由两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的, 孤子对两光束都能在晶体中稳定传播;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对. 本文的结果对完善和充实光折变空间孤子理论体系有重要意义.     

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     

Dark and bright photovoltaic spatial solitons in photorefractive crystals with positive refractive-index perturbation

We have demonstrated, for what is believed to be the first time, that in a photorefractive crystal with positive refractive-index perturbation a two-dimensional dark or bright photovoltaic spatial soliton can be formed in the same crystal by a signal beam and a background beam of different wavelengths. We discuss the conditions on the effective Glass constants and the absorption coefficients of the background and signal beams in determining the formation of the spatial soliton.     

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.     

Evolution of Bright Screening-photovoltaic Spatial Optical Solitons

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｐａｔｉａｌｓｏｌｉｔｏｎｓｉｎｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｍｅｄｉａｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｔｈｅｐａｓｔｆｅｗｙｅａｒｓ[1～ 10 ] .Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ,ｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆｓｃａｌａｒｓｏｌｉｔｏｎｓ ( ｑｕａｓｉ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ[1～ 3 ] ,ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ[4～ 8] ａｎｄｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓｏｌｉｔｏｎｓ[9～ 10 ] )ｈａｖｅｂｅｅｎ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄａｎｄｆｏｕｎｄ .Ｓｏｆａｒ ,ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓｏｌｉｔ…     

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.     

Optical spatial solitons supported by photoisomerization nonlinearity in a polymer

We present a theory for a new type of optical spatial soliton that is based on the angle hole burning mechanism of photoisomerization in some polymers. We predict that the photoisomerization nonlinearity can support steady-state dark and bright spatial solitons in the polymer. We also discuss the dependence of the FWHM of the spatial soliton on wavelengths of the background beams and on the ratio of the intensity of the background beam to that of the signal beam.     

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。     

Pyroelectric photovoltaic spatial solitons in unbiased photorefractive crystals

A new type of spatial solitons i.e. pyroelectric photovoltaic spatial solitons based on the combination of pyroelectric and photovoltaic effect is predicted theoretically. It shows that bright, dark and grey spatial solitons can exist in unbiased photovoltaic photorefractive crystals with appreciable pyroelectric effect. Especially, the bright soliton can form in self-defocusing photovoltaic crystals if it gives larger self-focusing pyroelectric effect.