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.     

扩散效应对相干屏蔽光伏孤子对相互作用的影响

为了研究扩散效应对相干屏蔽光伏孤子对相互作用的影响.将两个平行传播相干屏蔽光伏孤子光束作为入射波,采用数值方法求解有扩散效应的波传播方程.结果表明,在扩散效应影响下,两相干屏蔽光伏孤子光束同相相互作用不是原来融合,而是使它们趋于分离,且光束之间存在能量的耦合;异相孤子的相互作用不再是简单的相互排斥,在一定的条件下,两束孤子光束既互相排斥,又同时向同侧偏转.     

弱光强空间屏蔽光伏明孤子的动态演化特性

在忽略晶体损耗和扩散效应的情况下，讨论了加外电场的光伏光折变晶体中弱光强空间屏蔽光伏明孤子及其演化特性，在弱光强条件下得到了空间屏蔽光伏明孤子的解析解表达式，与运用数值计算的方法所得到的结果十分吻合，该方法解决了以往数值求解动态演化方程时必须先数值求解常数分方程或积分方程的问题，讨论了参量失配情况下空间屏蔽光伏明孤子的动态演化特征。     

有偏压的光伏光折变晶体中屏蔽光伏孤子的自偏转

修正了有偏压的光伏光折变晶体中屏蔽光伏孤子的理论。用微扰法研究了屏蔽光伏孤子的自偏转，得出孤子光呸中心的运动为抛物线，并且空间频率分量随传播距离而线性移动，改变外偏压或旋转光的偏振方向可以控制其自偏转。当光伏效应可忽略时，屏蔽光伏孤子的非线性波动方程就转化为屏蔽孤子的非线性波动方程，它的自偏转就转化为屏蔽孤子的自偏转。当外偏压为零时，屏蔽光伏孤子的非线性波动方程就转化为光伏孤子的非线性波动方程，它的自偏转证明了光伏孤子中也存在着自偏转。     

损耗对屏蔽光伏空间孤子演化特性的影响

研究了晶体损耗对屏蔽光伏空间孤子在加偏压的光伏光折变晶体中演化特性的影响.结果表明,损耗除了造成屏蔽光伏孤子光波振幅的减小外,还造成了孤子横截面的改变.对于明孤子,当入射波光强较低时,横截面随传播距离的增长而不断增大;而当入射波光强较高时,起初横截面不断压缩,而后再膨胀,并在某一传播距离上孤子横截面恢复到入射时的尺寸.对于暗孤子,不论入射光孤子光强的高低,横截面都随传播距离的增长而不断增大.虽然在传播距离足够短时,可以不考虑损耗的影响,但距离较大时,损耗将最终导致孤子崩溃. 关键词： 非线性光学 空间光孤子 光折变效应     

非相干耦合屏蔽光伏孤子对

预言了在有外加电场的光伏光折变晶体中存在着稳态非相干耦合的屏蔽光伏空间孤子对.这种孤子对是由偏振态和波长都相同的两束互不相干光耦合而成的.它可被看成是非相干屏蔽孤子对和非相干光伏孤子对的统一形式,当外加电场很强可忽略光伏效应时,它类似于已报 道的屏蔽孤子对,而当外加电场为零时,它相当于闭路条件下的光伏孤子对. 关键词： 光折变效应 空间光孤子 光伏效应     

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     

全光准稳态空间孤子对波长的依赖性

在进行全光准稳态空间孤子的实验中,发现在相同光强条件下,利用不同波长的光作为信号光束,准稳态孤子存在的时间不相同.一般来说,波长较长的光束形成准稳态孤子的时间区间较长.特殊的,当波长大至一定程度时,将形成稳态的空间孤子,这完全不同于以往所观察到的准稳态孤子 关键词： 屏蔽效应 光伏效应 空间孤子     

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     

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.     

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     

光伏孤子对向传播相互作用研究

用数值方法研究了对向传播条件下不同频率的光伏孤子的相互作用行为.结果表明，两个不同频率的光伏孤子在对向传播相互作用过程中表现出不同的空间演化动力学特性.共轴对向传播时两孤子光场有着不同的会聚或发散行为，并且依赖于晶体长度；非共轴对向靠近传播孤子的会聚或发散作用有所减弱，但频率较大的孤子对频率较小的孤子有显著的吸引作用，使其发生横向偏移，孤子的演化方式也不同于同向传播的情形.     

Temporal behaviour of open-circuit photovoltaic solitons

Based on the time-dependent band-transport model in a photorefractive medium, dark open-circuit photovoltaic (PV) solitons are investigated both theoretically and experimentally. Compared with those of the time-independent models, our theoretical results revealed that quasi-steady-state and steady-state PV solitons can both be obtained. Our results also revealed that when r < 1 (r is the normalized intensity at infinity), the full width at half maximum (FWHM) of solitons decreases monotonically to a constant value; when r > 1, however, the FWHM of solitons first decreases to a minimum before it increases to a constant value. Moreover, the FWHM of steady solitons decreases with increasing intensity ratio for r < 1, and increases with increasing intensity ratio for r > 1. We further observed dark PV solitons in experiments, and recorded their evolution. These results indicated that steady solitons can be observed at low optical power, while quasi-steady-state solitons can only be generated at higher optical power. Good agreement is found between theory and experiment.     

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     

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.     

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