理论物理研究与光纤通信新概念探索

文章从光纤通信的基本概念出发，介绍了新一代光纤通信系统———光孤子通信系统研究中与物理学有密切关系的一些方面，并结合作者近年来的探索性工作，较深入地讨论了这一首例非线性通信系统的关键问题，提出了孤子信道的ＲＬＬ（ｒｕｎｌｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｅｄ）编码和孤子－混沌通信的概念，并重点介绍了光孤子－呼吸子通信的基本思想和主要结果．     

光孤子传输演化的分步傅里叶法研究

光孤子传输的数值仿真研究对其实用化及系统设计具有重要意义。本文详细介绍了分步傅里叶法的基本原理和仿真步骤，并用Matlab语言对光孤子在光纤中的传输演化进行了仿真。讨论了光纤损耗对光孤子传输的影响,并说明当光孤子对在光纤中传播时，距离太近将会产生强烈的相互作用，导致孤子形状发生畸变。最后对掺铒光纤放大器对孤子能量补偿作用做了探讨，指出光孤子通信中主要是色散受限，采用980 nm光源泵浦的EDFA具有较好的效果。     

光孤子与光孤子通信

阐述了光纤中光孤子形成的物理机理及光孤子间相互作用对光孤子通信的影响，介绍了光孤子通信的关键技术－孤子脉冲激光器和光孤子放大器，展望了光孤子通信的应用前景。     

氢键分子系统中外场与阻尼作用下扭结孤子对的特性研究

运用二分量孤子的振子模型，研究了氢键分子系统中在外场与阻尼存在情况下，质子子晶格与重离子子晶格中扭结孤子形成的孤子对的运动特性，讨论了重离子运动对孤子对迁移率的影响和孤子对的核化特性，得到了孤子对迁移率表达式和平均核化率     

参量激励型孤子的研究进展

简述了参量激励型水波孤子的最新研究结果，其中包括孤子－孤子的相互作用，稳定单孤子链的极性排列规则，以及孤子链的有序时空振荡等．数值研究表明，实验现象可由带阻尼的参量驱动非线性薛定谔方程描述和解释．     

玻色-爱因斯坦凝聚中的环状暗孤子动力学

环状暗孤子最早是在非线性光学系统中理论预言并实验实现的一种二维孤子类型.跟通常的二维孤子(如条纹孤子)相比,环状暗孤子具有更好的稳定性和更加丰富的动力学行为.玻色-爱因斯坦凝聚由于其高度可调控性为研究环状暗孤子提供了一个全新的平台.本文结合玻色-爱因斯坦凝聚和孤子研究的现状,综述玻色-爱因斯坦凝聚中环状暗孤子的解析解、稳定性调控及其衰变动力学等方面的研究进展.首先介绍了一套变换方法将均匀系统中非线性系数不随时间变化的环状暗孤子解析解推广到谐振子外势下非线性系数随时间变化的环状暗孤子解析解;然后讨论在形变扰动下环状暗孤子的稳定性相图,并介绍了如何利用周期调制的非线性来增强环状暗孤子的稳定性;此外,还重点讨论了环状暗孤子衰变导致的涡旋极子动力学以及斑图形成.     

脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋中孤立子的研究与探索

本文综述了近十年来国内外对ＤＮＡ的孤子理论研究的进展情况，同时也介绍了实验方面的工 作．指出ＤＮＡ双螺旋中的孤子理论仍然处在科学假设阶段，但一旦被实验所证实，这—理论将具有重 大的生物学意义．     

全光非线性光的孤子通信系统技术

近年来光孤子通信技术研究发展很快，各种新方案不断提出，各种系统设计与试验系统技术均取得了重大突破，使光孤子通信实用化迈进了五大步。本文对光孤子通信技术的最新发展进行综述和概括，指出了光孤子通信技术的发展趋势。     

饱和光纤中的各阶孤子及孤子相互作用

首先研究了非线性饱和光纤中各阶孤子存在的幅值范围，与标准非饱和情况的非线性薛定谔孤子非常不同，即一阶孤子幅值范围是１．４≤Ｎ≤∵．０，二阶孤子为４．０≤Ｎ≤♀．０，三阶孤子为７．０≤Ｎ≤≤１５．０，并分析了各阶孤子的传输特性，最后研究了双一阶孤子相作用的若干特点，明确了五个方面的特性。     

三阶色散影响下二阶孤子间互作用及抑制

在色散位移光纤中，研究了三阶色散影响下同相和反相二阶孤子之间的互作用，分析了同相和反相二阶孤子对衰变后时域波形和频域频移的变化，发现三阶色散使二阶孤子分裂出一大一小两个不同振幅的基阶孤子，并彼此分离，但孤子对中心频率频移量却减小。通过采用非线性增益控制的方法可以有效抑制二阶孤子间的互作用，使孤子保型传输而不发生衰变。同时通过周期性改变三阶色散系数，可以减小三阶色散的不利影响，抑制孤子中心频率的频移，使孤子对不偏离原来时间槽，稳定孤子传输。     

(3+1)维Burgers系统的新精确解及其特殊孤子结构

将改进的Riccati方程映射法和变量分离法推广到(3+1)维Burgers系统，得到了该系统的新显式精确解.根据得到的孤波解，构造出Burgers系统的几种特殊孤子结构，例如柱状孤子、状孤子和内嵌孤子等，研究了孤子间的相互作用.     

孤子激光器及其发展

激光和孤子研究的进展,导致一种新型的、输出脉宽及形状可控的超短光脉冲激光器——孤子激光器的诞生。孤子激光器在光通讯、光计算、超高速现象的研究、超高速光电子器件的研制等方面有其独特的应用。它也使我们有可能对孤子效应本身进行深入研究。本文将叙述在单模光纤中形成孤子的机制,孤子激光及喇曼孤子激光原理,孤子及孤子激光研究的进展,包括孤子激光的稳定性、孤子自频移以及孤子间的相互作用力等。最后介绍一些已经出现的或将来可能出现的应用,并指出这是一个正在迅速发展的研究领域。     

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．     

孤子激光器及其发展

激光和孤子研究的进展,导致一种新型的、输出脉宽及形状可控的超短光脉冲激光器——孤子激光器的诞生。孤子激光器在光通讯、光计算、超高速现象的研究、超高速光电子器件的研制等方面有其独特的应用。它也使我们有可能对孤子效应本身进行深入研究。本文将叙述在单模光纤中形成孤子的机制,孤子激光及喇曼孤子激光原理,孤子及孤子激光研究的进展,包括孤子激光的稳定性、孤子自频移以及孤子间的相互作用力等。最后介绍一些已经出现的或将来可能出现的应用,并指出这是一个正在迅速发展的研究领域。     

光折变明孤子的自偏转演化特性

利用一维稳态光折变空间光孤子的统一理论，研究了负载电阻对屏蔽、光伏和屏蔽光伏明孤子自偏转特性的影响。结果表明，无论加载电阻与否，这三种类型的光折变明孤子具有类似的自偏转特性，即孤子波沿一个抛物线轨迹运动。调节负载电阻可以改变孤子的偏转幅度，其中屏蔽光伏明孤子的可调范围最大。     

单离子各向异性影响下的一维铁磁链中的孤子

利用行波解法，研究了考虑交换各向异性和单离子各向异性的一维铁磁链，得出椭圆函数波解和孤子解,并讨论了单离子各向异性对椭圆函数波和孤子的影响.研究表明：单离子各向异性对一维铁磁链中椭圆函数波和孤子的激发及其稳定性有显著影响.单离子各向异性不利于易轴铁磁链中椭圆函数波和孤子解的激发，但有利于它们的稳定；而在易平面铁磁链中，单离子各向异性使椭圆函数波和孤子激发变得容易，但不利于它们的稳定.此外，还讨论了单离子各向异性对一维各向同性铁磁链中的孤子激发具有的影响. 关键词： 各向异性 单离子各向异性 孤子 铁磁链     

离散的五次非线性薛定谔方程的精确孤子解

利用推广的双曲函数法，我们研究了离散的五次非线性薛定谔方程。当方程的系数满足某种约束关系时，我们得到了新的局域解。这些解包括亮孤子解，暗孤子解，相位交替变化的亮孤子解和相位交替变化的暗孤子解。     

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     

光学孤子与全光孤子通信

光学孤子通信是利用光纤中的非线性效应消除脉冲的色散，提高传输码率，最近因掺铒光纤放大器的发展，将取代Ｒａｍａｎ放大器而成为光孤子通信系统中最有效的光放大器，使得光孤子通信进入实用阶段。本文对光学孤子的成形机制，性质以及在光纤通信系统中的应用作了深入浅出的介绍。     

温度对闭路光伏明空间孤子演化和自偏转的影响 (英文)

通过考虑扩散效应的影响，采用数值方法研究了温度对光伏光折变介质中的明空间孤子演化和自偏转的影响。结果表明，当晶体温度变化时，明孤子可以呈现为稳定态、较大周期的压缩和膨胀态，或塌陷态。同时，明空间孤子中心偏转距离随温度增加而增加，在一个特定温度处达到最大值，之后随温度增加而减小，在高温和低温区域此偏转距离趋于零。孤子的最大偏转距离和对应的特定温度随入射孤子波强度的增加而增加。进一步采用微扰方法研究了明孤子自偏转过程，其结果与数值方法获得的结果一致。