饱和对数非线性介质中非相干孤子碰撞对相干性的改善

基于相干密度理论，数值地研究了饱和对数非线性支持的部分非相干亮孤子对的相互作用.研究表明，两个非相干亮孤子碰撞不仅能增大碰撞区的光强，还可以大大改善部分非相干光束的相干性.同时还研究了非相干性对孤子碰撞的影响，非相干性不仅抑制了孤子间的相干作用如吸引、排斥和能量交换，同时还由于非相干叠加作用而引入了弱的相互吸引. 关键词： 非相干性 饱和对数非线性 空间光孤子     

强非局域非线性介质中的非相干孤子研究

本文从一维强非局域非线性模型出发,推导出非相干光满足的非线性薛定谔方程.按照相干密度描述方法,写出非相干光的描述方式,求出了非相干光孤子的形成条件和孤子形式,还得到了相干光和非相干光在强非局域非线性介质中形成孤子的临界功率,结果说明非相干光形成孤子时,需要更高的能量.当非相干光孤子的条件不满足时,非相干光束以呈现振荡行为.空间振荡周期仅与介质、入射的非相干光的光功率有关,而与光源的非相干角功率谱宽度及具体组分无关.同时,我们还数值模拟了这种非相干光束的振荡行为和单一组分、一对组分的非相干强度演化过程.     

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     

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     

光诱导准一维光子晶格中离散空间光孤子的相互作用

基于分步束传播法数值分析了离散空间光孤子在准一维光诱 导光子晶格中的相干与非相干相互作用过程. 结果表明: 对于相干孤子, 同相时相互吸引, 反相时相互排斥. 然而, 由于非线性响应的各向异性, 横向排布的非相干孤子会因间隔波导数目的增加而由相互吸引变为相互排斥. 并且, 沿对角方向排布的两个非相干孤子在孤子相 互作用力和布拉格反射的共同影响下, 会呈现出"钟摆式"振荡传输现象. 研究结果有助于进一步理解非线性各向异性对离散孤子相互作用的影响机制, 并为后续实验研究提供理论参考.     

光诱导平面波导阵列中离散空间光孤子的相干相互作用

采用Petviashvili迭代法对光诱导平面波导阵列中的一维离散空间光孤子进行求解,利用分步束传播法对离散空间光孤子间的相干相互作用进行了详细的数值模拟.探讨了离散孤子间的相位差、孤子光强、波导阵列写入光的强度和周期以及外加电场对相互作用过程的影响.结果表明：离散孤子间的相位差对相互作用的影响与连续介质中的情况类似,不同相位差情况下的相互作用也表现为吸引、排斥以及能量转移等现象.同时,离散孤子间的相干相互作用过程(如融合距离和排斥间距等)均会受到孤子光强、波导阵列写入光的强度和周期以及外加电场大小的影响 关键词： 光诱导平面波导阵列 离散空间光孤子 相干相互作用     

光诱导光子晶格结构中新型的离散空间光孤子

离散孤子标志着从线性到非线性，从连续到非连续，从相干到非相干，人们对孤子认识的一个飞越．文章简要回顾了近期在二维光致光子晶格结构中有关空间离散光孤子的研究，包括基模离散孤子、类矢量离散孤子、离散偶极孤子、离散涡旋孤子和离散孤子串等．在非线性光折变晶体里用部分相干光诱导的波导阵列中，对每一种离散孤子，都清楚地观测到光从二维的离散衍射状态到自囚禁形成离散孤子的转变过程，获得的结果将对其他离散非线性系统中类似现象的研究有所启发．     

非相干多分量空间双稳态孤子

非相干多分量光束在高阶非线性介质中可以形成双稳态孤子.利用相干密度法首次得到了非相干多分量双稳态孤子的解析表达式.介质的高阶非线性决定了双稳态孤子的存在范围和峰值强度.得到了光束的截止波长，最小宽度和介质的非线性条件，并研究了非相干多分量光束中相干分量的传输演化.利用稳定性条件，严格证明了非相干多分量双稳态孤子在介质中可以保持稳定传播. 关键词： 非相干多分量光束 空间孤子 双稳态     

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.     

奇妙的空间光孤子

空间光孤子是当今非线性光学前沿的热点之一,在介绍稳态光孤子的形成机理之后,文章重点评述了空间光孤子奇特的相互作用行为以及它们在光控制光诸方面的应用前景。此外,文章还介绍了非相干光空间光孤子方面的最新动态。     

Numerical simulation of attraction of partially spatially incoherent dark solitons

We investigate numerically the interactions of partially spatially incoherent odd dark solitons in a de-focusing kerr nonlinear media based on the coherent density approach, and find that a pair of partially spatially incoherent dark solitons may be changed from repulsion to attraction with an appropriate incoherence parameter. Moreover, a pair of partially incoherent gray soliton may form under appropriate conditions. Some numerical examples are provided to illustrate their interaction behavior further.     

Incoherent vector vortex-mode solitons in self-focusing nonlinear media

We suggest a novel type of composite spatial optical soliton created by a coherent vortex beam guiding a partially incoherent light beam in a self-focusing nonlinear medium. We show that the incoherence of the guided mode may enhance, rather than suppress, the vortex azimuthal instability, and we also demonstrate strong destabilization of dipole-mode solitons by partially incoherent light.     

在LiNbO3: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16.75 μm,入射光功率为400 μW.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.     

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     

Dark incoherent spatial solitons in logarithmically saturable nonlinear media

This paper studies numerically the dark incoherent spatial solitons propagating in logarithmically saturable nonlinear media by using a coherent density approach and a split-step Fourier approach for the first time. Under odd and even initial conditions, a soliton triplet and a doublet are obtained respectively for given parameters. Simultaneously, coherence properties associated with the soliton triplet and doublet are discussed. In addition, if the values of the parameters are properly chosen, five and four splittings from the input dark incoherent spatial solitons can also form. Lastly, the grayness of the soliton triplet and that of the doublet are studied, in detail.     

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...     

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.     

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.     

Coherence controlled soliton interactions

We demonstrate theoretically and subsequently observe in experiment a novel type of soliton interaction when a pair of closely spaced spatial optical solitons as a whole is made partially incoherent. We explain how the character of the soliton interaction can be controlled by the total partial incoherence, and show a possibility to change the soliton interaction from attractive to repulsive, or vice versa, near a certain threshold in the coherence parameter.