强非局域空间光孤子在铅玻璃材料中的传输特性

本文研究了矩形和圆形截面铅玻璃介质中强非局域空间光孤子的传输特性.基于镜像法,光束在铅玻璃中的传输被分成独立的两个过程,即孤子的形成和孤子的整体偏转.孤子的形成不依赖于边界,它来源于入射源光束本身形成的折射率分布的作用,所以形成孤子的临界功率只与材料的性质和入射光束束宽有关.孤子的整体偏转在本质上来源于边界的作用,其偏转力在数值上等同于所有镜像光束与源光束之间的作用力.截面圆形和截面矩形的边界分别"镜像"出一个和无穷多个镜像光束,进而导致不同边界条件下孤子不同的偏转轨迹.文中解析求得的孤子的临界功率以及两 关键词： 空间光孤子 强非局域 镜像法 铅玻璃     

(1+1)维非局域非线性介质的边界对表面孤子的影响

对非局域非线性介质中, (1+1)维表面亮孤子进行了研究, 主要考虑了边界对孤子的影响. 首先, 在归一化系统中, 对于给定的边界条件, 求出了表面孤子的解析解, 得到了表面孤子的临界功率和平衡位置. 其次, 在数值模拟中, 发现当样品宽度太小时, 受到边界影响而很难形成表面孤子, 只有当样品宽度足够大时, 边界对孤子的影响可以忽略, 从而形成稳定传输的孤子, 并与解析的结果相似. 此外, 还考虑了在光束偏离平衡位置入射的情况下, 边界对孤子的影响, 发现此时光束在边界附近做周期性震荡, 相当于体介质中双光束相互作用的结果, 两者运动轨迹与震荡周期完全符合. 关键词： 非局域非线性 边界 样品宽度 周期震荡     

非局域空间光孤子在矩形边界铅玻璃中偏转研究

从理论和实验两方面研究了非局域光孤子在热致非线性铅玻璃材料中的偏转现象.理论上,利用保角变换的方法,求出了材料的响应函数,讨论了边界对响应函数的影响,得到了偏离中心入射时孤子中心传输的轨迹方程.实验上,观察了光孤子在矩形边界铅玻璃材料中偏转.理论结果和实验结果符合得比较好.     

孤子和辐射场的非线性相互作用

利用穿衣服的方法推导出了在纯辐射场情况下Jost函数对的显式,由此得到了孤子与辐射场相互作用的解析表达式,发现脉冲在传输过程中,由于受到辐射场的作用,其振幅的演化在传播方向上是按照幂指数的负的平方根的规律衰减,并且将最终演化成一个类孤子的形式,且阐明了因子γ对光脉冲输出的光谱特性将会产生重要影响;并对辐射场的存在对类孤子演化的动力学行为作了分析. 关键词： 穿衣服方法 类孤子 孤子 辐射场     

耦合饱和非线性薛定谔方程的多极矢量孤子

本文构造了耦合自散焦饱和非线性薛定谔方程,通过改变势函数参数再利用功率守恒的平方算符法,得到偶极-偶极、三极-偶极以及偶极-三极矢量孤子解.随着孤子功率的增大,这3类矢量孤子均能存在,它们的存在性明显受到势函数的调制.本文给出了3类矢量孤子由势函数调制的存在区域.3类矢量孤子的稳定区域受每个分量的孤子功率调制.随着两分量孤子功率的增大,3类矢量孤子的稳定域均逐渐扩大.当饱和非线性强度增大时,三极-偶极和偶极-三极矢量孤子由稳定状态到不稳定状态临界点对应的孤子功率值逐渐降低.而偶极-偶极矢量孤子由稳定状态到不稳定状态临界点对应的孤子功率值并不会因为饱和非线性强度增大而变化.     

耦合Ginzburg-Landau方程的啁啾类亮灰孤子对传输特性研究

从数值模拟角度出发,将复变系数的耦合Ginzburg-Landau方程作为非均匀光纤放大器的理论模型,对啁啾类亮灰孤子对和亮亮孤子对两组孤波在该理论模型中的传输特性进行详细地研究.结果表明,在考虑了非线性增益(损耗)和增益带宽限制放大效应的情况下,啁啾类亮孤子和灰孤子在合适的色散区可以不受非均匀条件的影响而稳定传输.为了进一步讨论孤子对的稳定性,又讨论了加入振幅微扰和噪声微扰对传输的稳定性.     

非局域暗孤子及其稳定性分析

由于其在通信领域潜在的应用前景, 非局域空间孤子一直是研究热点. 但空间非局域暗孤子由于其边界的特殊性, 对其特别是稳定性方面研究甚少. 提出了非局域暗孤子稳定性分析理论, 并对热非线性体介质中1+1维基态和二阶暗孤子的稳定性进行了数值分析和研究, 得到了稳定性图. 从稳定性分析图可知: 在热非线性体介质中, 1+1维基态暗孤子在其存在区域总是稳定的, 而1+1维二阶暗孤子是震荡不稳定的, 其不稳定区域的宽度与传播常数以及介质的非局域程度有关. 为了验证非局域暗孤子稳定性分析理论的正确性, 对加噪声初始输入的传输进行数值模拟得到了传输图, 传输图表明稳定性分析理论的正确性. 关键词： 非局域 稳定性 暗孤子     

光纤中变系数非线性Schrdinger方程的孤子解及其应用

基于推广的立方非线性Klein_Gordon方程对一般形式的变系数非线性Schrdinger方程进行研究,讨论了无啁啾情形的孤子解,发现了包括亮、暗孤子解和类孤子解在内的一些新的精确解.同时对基本孤子的色散控制方法进行了简单讨论.作为特例,常系数非线性Schrdinger方程和两类特殊的变系数非线性Schrdinger方程的结果和已知的形式一致.此外,还研究了一个周期增益或损耗的光纤系统,得到了有意义的结果.     

Josephson结中激发孤子的电泳脉冲方法—原理与数值实验

根据反射射理论讨论了电泳脉冲法产生磁通孤子的阈值条件。对甚长结作的数值实验与理论符合很好。对有限结，考虑到边界效应，电流台阶范围等因素，对孤子激发条件有额外的要求。对圆对称环域结用脉冲法激发了孤子，并分析了其中回波效应、外磁场等对激发条件的影响。所有结果表明，电流脉冲法是在Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结中激发孤子态的有效方法，理论阈值条件可以提供有益的参考作用。     

含Kerr非线性的一维光子晶体中的类孤子

研究了含Kerr非线性的一维光子晶体中的类孤子。计算了光子晶体中加入Kerr非线性材料后,类孤子和入射光强、Kerr系数以及线性势阱的关系。随着线性势阱的降低,对应于在线性带隙中开始出现类孤子本征模所需要的最小入射强度也降低,即降低了非线性阈值;尽管非线性是产生类孤子的根本原因,但非线性系数对产生类孤子及孤子环中环的影响不如线性势阱高度的影响显著。     

有界非局域非线性介质中空间光孤子传输的研究

对有界非局域非线性介质边界对孤子传输的影响进行了研究.基于非局域非线性薛定谔方程以及热传导的泊松方程,采用格林函数法求出了强非局域介质铅玻璃的响应函数和临界功率;从光线方程出发得到了偏离材料中心入射的光束中心振荡轨迹以及周期的解析解.通过数值模拟证明了该结果在不靠近样品边界的范围内都是准确的. 关键词： 空间光孤子 铅玻璃 非局域非线性     

Josephson结中激发孤子的电流脉冲方法──原理与数值实验

根据反散射理论讨论了电流脉冲法产生磁通孤子的阈值条件。对甚长结作的数值实验与理论符合很好。对有限结，考虑到边界效应，电流台阶范围等因素，对孤子激发条件有额外的要求，对圆对称环域结用脉冲法激发了孤子，并分析了其中回波效应、外磁场等对激发条件的影响。所有结果表明，电流脉冲法是在Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结中激发孤子态的有效方法，理论阈值条件可以提供有益的参考作用。     

基于耦合Ginzburg-Landau方程的石墨烯锁模光纤激光器的暗暗孤子解及其稳定性

以耦合Ginzburg-Landau方程为模型,对石墨烯锁模光纤激光器中脉冲的动力学行为进行了详细地研究.首先,采用拟解法推导了该方程组的啁啾类暗暗孤子对解;其次,对啁啾类暗暗孤子对的传输特性及稳定性进行了数值研究.结果表明:合理选择系统参数,不仅可以得到啁啾类暗暗孤子对的精确解,而且该精确解还可以在一定的扰动下稳定传输.相关结果将为设计和改善石墨烯锁模光纤激光器的性能提供一定的理论依据.     

多孤子和类噪声脉冲共存的锁模光纤激光器

研究了非线性放大环形镜锁模掺铒光纤激光器中多孤子和类噪声脉冲同时产生的演化特性.当激光器运行在类噪声脉冲状态时,单个孤子簇里包含着多个不同间距的脉冲,同时相邻脉冲之间的脉冲间距均保持在数百皮秒的范围内,说明多孤子脉冲之间存在较弱的相互作用力.并且,单个孤子簇中的总脉冲数随着抽运功率的增大而增加.在最大的抽运功率时,单个孤子簇包络内部有8个脉冲.此外,利用时间拉伸色散傅里叶变换技术研究了这种类噪声多孤子脉冲的实时动力学演化特性,研究表明类噪声脉冲状态下的多孤子脉冲中每个脉冲实际上都是由随机强度的噪声混沌波组成的.这些研究结果将有助于深入理解类噪声脉冲的物理机制,也将为探索其他复杂孤子动力学过程奠定基础.     

光纤中变系数非线性Schrödinger方程的孤子解及其应用

基于推广的立方非线性Klein-Gordon方程对一般形式的变系数非线性Schr(o)dinger方程进行研究,讨论了无啁啾情形的孤子解,发现了包括亮、暗孤子解和类孤子解在内的一些新的精确解. 同时对基本孤子的色散控制方法进行了简单讨论. 作为特例,常系数非线性Schr(o)dinger方程和两类特殊的变系数非线性Schr(o)dinger方程的结果和已知的形式一致.此外,还研究了一个周期增益或损耗的光纤系统,得到了有意义的结果.     

Kerr非线性对一维光子晶体能带的影响

研究Kerr非线性对一维光子晶体的能带的影响.光子晶体中加入Kerr非线性材料后，光子晶 体的带边可随局部光强调制.由于带边随光强变化，线性光量子阱中的电磁本征模将进入线 性带隙的频率范围而形成孤子类电磁模.由于非线性的作用，带隙中有许多新的孤子模出现. 关键词： 光子晶体 Kerr非线性 带隙孤子     

Nizhnik-Novikov-Vesselov方程的无穷序列类孤子精确解

为了构造非线性发展方程的无穷序列类孤子精确解, 发掘第一种椭圆辅助方程的构造性和机械化性特点, 获得了该方程的一些新类型解和相应的 Bäcklund变换. 在此基础上利用符号计算系统Mathematica构造了Nizhnik-Novikov-Vesselov方程的 无穷序列类孤子精确解, 包括无穷序列光滑类孤子解、 无穷序列类尖峰孤立子解和无穷序列类紧孤立子解.     

随机双折射光纤中孤子相互作用及控制

利用分步傅里叶方法,对随机双折射光纤孤子传输进行了数值模拟,研究了多孤子间相互作用;分析了随机双折射现象对孤子传输的扰动机制、稳定性以及辐射能量特性.结果表明:随机双折射引起孤子传输不稳定,增强了孤子间相互作用,导致孤子能量辐射并随传输距离增大.引进非线性增益增强滤波器的控制作用可以有效地抑制随机双折射的对孤子相互作用的影响.     

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     

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