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。     

复色光光伏空间孤子

提出了双色信号光、单色背景光的光伏空间孤子理论,并获得了亮孤子解.用Cu:KNSBN晶体作介质,获得了复色信号光、单色背景光的复色光光伏空间亮孤子 关键词： 光伏空间孤子 复色光     

亮-暗复色光伏孤子

提出一种实现亮-暗复色光伏孤子的方法.不共轴的两束同频率相干但反相的亮光束共同形成一中空光束，在此暗区引入另一束不同频率的亮光束.这三束光在一定条件下可以通过非线性相互作用而形成亮-暗复色孤子.通过数值分析的方法对这种亮-暗复色光伏孤子的空间动力过程进行了研究.研究表明，这种亮-暗结构具有光控光特性. 关键词： 亮-暗复色光伏空间孤子 光控光     

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     

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。     

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     

亮暗屏蔽光伏孤子在LiNbO3晶体中的大自偏转

用数值方法证实了亮、暗屏蔽光伏孤子在有外加电场的LiNbO₃晶体中都可以发生大自偏转,并验证了这种自偏转现象不但与晶体中受主浓度N_A有关而且还与外加电场E₀有关. 在E₀相同的条件下,N_A越小这种自偏转现象越明显,在N_A相同的条件下,E₀越大自偏转现象越明显. 还发现亮、暗屏蔽光伏孤子的自偏转现象不同：亮屏蔽光伏孤子整体都发生明显偏转,暗屏蔽光伏孤子的偏转只是发生在一侧,其极值位置和另一侧几乎不发生偏转. 关键词： 自偏转 空间孤子 光折变效应     

扩散效应对光伏孤子相互作用的影响

用数值方法研究扩散效应对两个平行传播相干光伏孤子光束相互作用的影响. 结果表明，在扩散效应的影响下，两相干孤子光束同相相互作用不是使它们相互融合, 而是使它们趋向相互分离，且光束之间存在能量耦合；异相孤子相互作用不再是简单地互相排斥，在一定的条件下，两光束既互相排斥，又同时向同侧偏转. 关键词： 光伏空间孤子 相干相互作用 扩散效应     

暗-暗与亮-暗光伏孤子相互作用

用数值方法分析了平行传播异色光伏暗孤子之间及亮-暗孤子之间的相互作用.结果表明，光伏暗孤子共轴传播能在有限的距离内保持准孤子形态，靠近传播时存在着相互吸引的作用 ，而相距较远传播时表现为一孤子暗区使另一孤子的缓变光场部分发生局部会聚作用.光伏暗孤子与亮孤子的相互作用随距离的不同可使亮孤子光强分布变尖锐或变平缓，以及使亮孤子发生能量转移.从两束信号光共同引起折射率波导这一物理机理对光伏孤子这些相互作用给出定性物理解释. 关键词： 光伏空间孤子 暗孤子 亮孤子 相互作用     

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.     

LiNbO3晶体中屏蔽光伏孤子自偏转的 时空演化与可控因素

基于带输运模型理论建立了 LiNbO₃ 晶体屏蔽光伏孤子的时空演化动力学方程, 用有限差分方法求解发现, LiNbO₃ 晶体中明、暗屏蔽光伏孤子存在大的自偏转, 并且光孤子形状变得具有不对称性, 偏转方向的曲线斜率绝对值变大, 偏转反方向的曲线斜率绝对值变小. 分析研究表明影响其自偏转度和形变的因素包括受主浓度 N_A, 暗辐射强度 I_d 和外加电场 E₀ . 其他条件不变的情况下N_A 越大, 明孤子的自偏转度与形变越小, 暗孤子的自偏转度与形变反而越大; 对于 I_d , 它对明暗孤子的影响是相同的, I_d 越小, 晶体里诱导出的空间电荷场越容易达到饱和, 当信号光中心光强与暗辐射强度之比为 10^-1时无饱和现象产生; 随着 E₀ 数值的增大, 明孤子的自偏转度和形变减小, 而暗孤子的自偏转度和形变反而增大.     

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.     

Low-amplitude Screening-photovoltaic Spatial Solitons in Biased Photovoltaic Photorefractive Crystals

The low-amplitude spatial solitons in biased photovoltaic photorefractive crystals are investigated theoretically. The analytical solutions for both the bright and the dark low-amplitude screening-photovoltaic spatial solitons in photorefractive crystals are obtained. The expressions for the width of these solitons are given. The explicit expressions for the spatial deflection and angular deviation of the bright low-amplitude screening-photovoltaic spatial soliton are also presented by taking into account the effect of diffusion.     

Low-amplitude Screening-photovoltaic Spatial Solitons in Biased Photovoltaic Photorefractive Crystals

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｓｐａｔｉａｌｓｏｌｉｔｏｎｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｇｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐａｓｔｙｅａｒｓ[1～ 11] .Ｔｈｅｙｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｓｕｂｊｅｃｔｓｉｎｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｐｔｉｃｓ .Ｕｐｏｎｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ,ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓｃａｎｓｅｔｕｐｓｐａｃｅ ｃｈａｒｇｅｆｉｅｌｄｉｎｃｒｙｓｔａｌｓ,ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｉ…     

Higher-order space-charge field effects on the self-deflection of two-photon bright photovoltaic spatial solitons

We investigate numerically the effects of higher-order space-charge field on the self-deflection of bright photovoltaic spatial solitons in two-photon photovoltaic photorefractive crystals under steady-state conditions. The expression for an induced space-charge electric field, including higher-order space-charge field terms is obtained. The dynamical evolution equation is built in which the effects that arise from these higher-order terms are considered. Numerical results indicate that bright photovoltaic solitons can bend towards both the same direction as the crystal's c-axis and the opposite direction, respectively. Specifically, self-deflection cannot occur for bright photovoltaic solitons if the strength of the photovoltaic field and the intensity of the input beam are appropriately selected. Relevant examples are provided.     

Waveguides induced by steady-state gray solitons in biased photorefractive-photovoltaic crystals

We carry out a theoretical investigation of the properties of waveguides induced by photorefractive one-dimensional steady-state gray spatial solitons (i.e., screening solitons, photovoltaic solitons, and screening-photovoltaic solitons). We demonstrate that waveguides induced by photorefractive steady-state gray spatial solitons are only a single guided mode for both all soliton graynesses and all values of ρ, where ρ is the ratio between the soliton peak intensity and the dark irradiance, and moreover, waveguides induced by gray photovoltaic solitons for closed-circuit condition are also only a single guided mode for all electric current densities. We find that the confined energy near the center of a photorefractive steady-state gray spatial soliton increases with ρ and decreases with an increase in the soliton grayness. We also find that the confined energy near the center of a gray photovoltaic soliton for closed-circuit condition increases with the electric current density. On the other hand, waveguides induced by gray screening-photovoltaic solitons are gray screening soliton-induced waveguides when the bulk photovoltaic effect is neglectable and are gray photovoltaic soliton-induced waveguides when the external bias field is absent.     

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.     

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.