向列相液晶中的(1+1)维呼吸子解

理论分析了(1+1)维呼吸子在向列相液晶中传输时的情况,通过对原始方程作归一化计算和相应的傅里叶变换,得到了特定情况下的强非局域非线性薛定谔方程,并且通过此方程最终求到了呼吸子解。在未作近似时可以计算出呼吸子的周期和最大(最小)束宽,在平衡点处将势函数近似展开到二阶,此时不仅得出了呼吸子解的周期和最大(最小)束宽,而且解出了波动振幅的解析解。通过数值模拟与解析解的比较,结果表明,解析结果成立于非局域程度较强的情况,并且未作近似的解析解始终比较接近模拟解。     

向列相液晶中强非局域空间光孤子传输的理论研究

对向列相液晶中非局域空间孤子的传输进行了理论研究.基于非线性液晶孤子传输方程，采用Gauss形式的试探解，不仅得到了空间孤子的解析解,而且还在临界功率附近得到了呼吸子的解析解.通过数值模拟证明我们的结果比Conti和Assanto等人的结果更合理.同时，对液晶中的非局域孤子模型和Snyder等提出的强非局域孤子模型进行了全面的比较. 关键词： 向列相液晶 空间孤子 非局域非线性 呼吸子     

垂直排列相列相液晶中的光控空间孤子

用分步傅里叶算法研究了垂直排列相列相液晶盒中空间孤子的传输。用一束平行光在垂直排列相列相液晶中产生预倾角,另一束入射光沿液晶盒的中央位置射入液晶盒,推导了入射光在液晶盒中的传输方程。数值计算了入射光入射到70μm厚液晶盒时液晶分子的取向角和折射率分布,还数值模拟了入射光在70μm和100μm厚液晶盒中的传输及孤子产生情况。根据理论分析发现垂直排列相列相液晶盒中可以外加一束平行光代替电场产生预倾角。另外还发现,70μm厚液晶盒中很难得到稳定传输的孤子,100μm厚液晶盒中不但能得到稳定传输的孤子还能得到周期随入射光强周期震荡的呼吸子。     

向列相液晶的饱和非线性及双稳态孤子

本文讨论了正性向列相液晶的饱和非局域非线性.从光束在正性向列相液晶中传输满足的非线性耦合模型出发,分别讨论了1+1维和1+2维情况下液晶非线性折射率的饱和特性,并得到了在不同预偏角情况下,饱和双稳态孤子的数值解.结果表明:液晶中预偏角越大其饱和非线性折射率的值就越小,存在双稳态孤子的范围也越小;当非线性折射率饱和后,双稳态孤子之间的波形差异明显,且饱和情况下存在的孤子光斑不再是圆形.     

双曲正割光束在弱非局域非线性体材料中的传输特性研究

利用变分法研究了(2+1)维圆对称双曲正割光束在弱非局域非线性介质中的传输,得到了描述光束束宽、相位、波前曲率、振幅演化的一组微分方程,并得到了光束做孤子传输的临界功率;通过稳定性分析给出了弱非局域情形非局域效应对光束传输的稳定作用的定量描述,从而自洽地阐述了由不稳定的(2+1)维克尔孤子到稳定的(2+1)维弱非局域孤子的过渡情形. 数值模拟的结果验证了变分计算结果的正确性,并说明圆对称的双曲正割函数是(2+1)维弱非局域空间孤子的很好的近似. 关键词： 双曲正割光束 弱非局域非线性介质 空间光孤子     

一个新(2+1)维非线性演化方程的相干孤子结构

用分离变量法研究了新(2+1)维非线性演化方程的相干孤子结构.由于Bcklund变换和变量分离步骤中引入了作为种子解的任意函数,得到了新(2+1)维非线性演化方程丰富的孤子解.合适地选择任意函数,孤子解可以是solitoffs,dromions,dromion格子,呼吸子和瞬子.呼吸子不仅在幅度、形状,各峰间距离,甚至在峰的数目上都进行了呼吸. 关键词： 新(2+1)维非线性演化方程 分离变量法 孤子结构     

液晶盒中挠曲电效应的计算

负性液晶MBBA在液晶盒中垂面排列,沿面外加电场后产生挠曲电效应.基于液晶弹性理论研究这一效应,基于变分理论得到了液晶指向矢满足的微分方程及边界条件.应用差分迭代方法进行了数值求解.在小角度近似下,得到了指向矢分布的解析解,与数值解和专著结果进行了比较.     

(1+1)维强非局域非线性介质中的高阶模呼吸子

基于强非局域非线性介质中的Snyder-Mitchell模型,利用分离变量法得到了(1 1)维光束传输的厄米-高斯型解析解.比较厄米-高斯型解析解与非局域非线性薛定谔方程的数值解,证实了,在强非局域条件下,该厄米-高斯型解与数值解完全吻合.对厄米-高斯光束的传输特性进行研究,结果表明,光束束宽会出现周期性的压缩或者展宽现象.并且得到了实现厄米-高斯光束稳定传输的临界功率、厄米-高斯孤子解及传输常量,临界功率与厄米-高斯光束的阶数无关,但传输常量随阶数的增加而增加.高斯呼吸子和高斯孤子就是基模厄米-高斯呼吸子和基模厄米-高斯孤子.     

非局域程度对向列相液晶中空间光孤子的影响

理论分析了非局域程度对向列相液晶中(1+2)维空间光孤子的影响.得到了非线性系数以及特征长度和预倾角的关系,并且给出了强非局域性的非线性薛定谔方程,最终得到了单孤子和临界功率的解析解.实验上,通过改变偏压从而间接测量了向列相液晶中的临界功率,并与数值模拟结果相结合与理论结果进行了比较,发现基本相符. 关键词： 空间光孤子 非线性系数 非局域程度 临界功率     

强非局域非线性介质中的二维库墨-高斯孤子簇

利用自相似技术求解一个在强非局域非线性条件下的(2+1)维非线性薛定谔方程,得到一个精确的库墨-高斯解析解,数值模拟与解析解的一致性表明,这种库墨-高斯孤子形成了一类空间孤子簇.发现这种非局域孤子具有较大的相移.     

超声速湍流边界层中激光传输的积分法

采用Born近似的Maxwell方程组积分解形式较少应用于气动光学数值计算, 其困难在于对该方程组的离散化数值计算.而结合GCV-FFT(Generalized convolution by fast Fourier transform)方法, 在自由空间传播的Rayleigh-Sommerfeld衍射方程数值计算可以达到比较高的精度.通过对Green函数及采样系数的修正, 积分方法可以用于气动光学现象的数值模拟.通过在超声速湍流边界层中光束传输的数值计算, 可以看到一些气动光学效应, 如光束偏移破碎等, 可以用修正GCV-FFT+数值积分的方法得到良好的模拟.现有的方法可以给出更接近物理本质的定量结果.      

(2+1)维Broer-Kaup方程的局域相干结构

利用推广的齐次平衡方法,研究了(2+1)维BroerKaup方程的局域相干结构.首先根据领头项分析,给出了这个模型的一个变换,并把它变换成一个线性化的方程,然后由具有两个任意函数的种子解构造出它的一个精确解,发现(2+1)维BroerKaup方程存在相当丰富的局域相干结构.合适的选择这些任意函数,一些特殊型的多dromion解,多lump解,振荡型dromion解,圆锥曲线孤子解,运动和静止呼吸子解和似瞬子解被得到.孤子解不仅可以存在于直线孤子的交叉点上,也可以存在于曲线孤子的交叉点或最临近点上.呼吸子在幅度和形状上都进行了呼吸.本方法直接而简单,可推广应用一大类(2+1)维非线性物理模型. 关键词： 浙江师范大学非线性物理研究室 金华321004 浙江海洋学院物理系 舟山316004     

(1+2)维各向同性介质中的旋转椭圆空间光孤子

从(1+2)维非局域非线性薛定谔方程出发, 通过坐标变换得到了旋转坐标系下的非局域非线性薛定谔方程. 假设响应函数为高斯型, 用虚时间法数值求解了旋转坐标系下的非局域非线性薛定谔方程的静态孤子解, 迭代出了不同非局域程度条件下的静态椭圆孤子数值解. 最后采用分步傅里叶算法, 以迭代的孤子解作为初始输入波形, 模拟了在不同的非局域程度条件下, (1+2)维椭圆空间光孤子的旋转传输特性. 强非局域时, 椭圆光孤子的长轴方向和短轴方向波形都是高斯型, 其他的非局域程度下, 不是高斯型. 由此表明：(1+2)维椭圆光孤子对非局域程度依赖性很强. 旋转角速度和功率均与非局域程度以及孤子的椭圆度有关.     

强非局域非线性介质中光束传输的Ince-Gauss解

利用强非局域非线性介质中傍轴光束传输的线性模型（Snyder-Mitchell模型）讨论了椭圆坐标系下光束传输过程,通过设立Ince多项式对Gauss函数的调制解得到了强非局域非线性介质中光束稳定传输的Ince-Gauss解.当Ince-Gauss光束的入射功率为临界功率时,光束保持孤子形式传输,否则传输光束的束宽呈现周期性波动,即为呼吸子形式.同时还数值模拟了呼吸子的传输过程.Ince-Gauss光在一定条件下可以连续转换为Hermite-Gauss光或Laguerre-Gauss光,图示展现了几个低阶Ince型光孤子及其转换情况. 关键词： 强非局域非线性介质 Ince-Gauss光 Laguerre-Gauss光 Hermite-Gauss光     

一维Klein-Gordon双原子链中的能隙呼吸子

采用旋转波近似，讨论一维Klein-Gordon双原子链中的能隙呼吸子. 在驻波边界条件下数值求解一维Klein-Gordon双原子链晶格振动的运动方程组，得到不同耦合系数、不同非线性系数以及不同原子质量比情况下的以重原子为中心的对称模能隙呼吸子. 随着耦合系数的增大，原子之间的耦合作用增强，呼吸子的空间扩展范围增大；非线性作用越大，能隙呼吸子局域化越强；随着原子质量差的增大，呼吸子在空间越来越局域. 关键词： 能隙呼吸子 一维Klein-Gordon双原子链 耦合系数 非线性     

四阶色散非线性薛定谔方程的明暗孤立波和怪波的形成机制

本文研究了四阶色散非线性薛定谔方程的明暗孤立波和怪波的形成机制,该模型既可以模拟高速光纤传输系统中超短脉冲的非线性传输和相互作用,又可以描述具有八极与偶极相互作用的一维海森堡铁磁链的非线性自旋激发现象.本文首先通过对四阶色散非线性薛定谔方程的相平面分析,发现由其约化得到的二维平面自治系统具有同宿轨道和异宿轨道,并在相应条件下求得了方程的明孤立波解和暗孤立波解,从而揭示了同异宿轨道和孤立波解的对应关系;其次,基于非零背景平面上的精确一阶呼吸子解,给出了呼吸子的群速度和相速度的显式表达式,进而分析得出呼吸子的速度存在跳跃现象.最后,为了验证在跳跃点处呼吸子可以转化为怪波,将呼吸子解在速度跳跃条件下取极限获得了一阶怪波解,从而证实怪波的产生与呼吸子速度的不连续性有关.     

(2+1)维非线性薛定谔方程的环孤子,dromion,呼吸子和瞬子

利用分离变量法,研究了(2+1)维非线性薛定谔(NLS)方程的局域结构.由于在B?cklund变换和变量分离步骤中引入了作为种子解的任意函数,得到了NLS方程丰富的局域结构.合适地选择任意函数,局域解可以是dromion,环孤子,呼吸子和瞬子.dromion解不仅可以存在于直线孤子的交叉点上,也可以存在于曲线孤子的最近邻点上.呼吸子在幅度和形状上都进行了呼吸 关键词： 非线性薛定谔方程 分离变量法 孤子结构     

一维分子链中激子与声子的相互作用和呼吸子解

运用连续极限近似，求解声子与激子相互作用的运动方程，得到了简谐分子链和 非简谐分子链中晶格振动的孤子解，在考虑三次非简谐势的情况下，一维分子链晶格振动具 有扭结孤子解，在考虑具有四次非简谐势的情况下，得到一维分子链晶格振动具有呼吸子解 . 关键词： 一维分子链 激子 声子 孤子 呼吸子 非线性效应     

厄米高斯短脉冲在色散介质中的传输

用短法研究含三阶色散的非线性薛定谔方程,讨论了厄米－高斯光脉冲在三阶色散介质中的传输特性,给出了近似解析解,并且同计算机数值模拟传输结果进行了比较,结果表明近似解有助于在理论上研究短脉冲在色散介质中的传输。     

强非局域正交偏振双厄米高斯光束的传输特性

依据非局域非线性介质中双光束传输时遵循的非局域非线性薛定谔耦合方程,在强非局域情形下,通过把响应函数作泰勒展开近似取到二阶,运用变分法求出了正交偏振、中心重合的双厄米高斯光束在强非局域介质中传输时各参量演化规律和一个临界功率,并运用分步傅里叶算法数值模拟出了束宽和相位的演化规律。当两光束以临界功率入射时,得到了正交偏振、中心重合的双厄米高斯空间光孤子及其大相移演化规律。当两光束以总临界功率入射,但两束光的入射功率不等时,光束可以形成呼吸子,但随着阶数的增加呼吸子将越来越不稳定。对于各阶呼吸子,功率大的束宽都作周期性压缩振荡变化,功率小的束宽都作周期性展宽振荡变化,且两呼吸子中功率大的相移随传输距离增加更快。在厄米高斯光束阶数小于5时,变分解得到的结果与数值解吻合较好。