不同非局域程度条件下空间光孤子的传输特性

光束在非局域非线性介质中传输由非局域非线性薛定谔方程描述.讨论了在不同非局域程度 条件下，空间光孤子的传输特性.提出了一个基于分步傅里叶算法数值求解孤子波形和分布 的迭代算法.假定介质的非线性响应函数为高斯型，得出了在不同非局域程度条件下空间光 孤子的数值解，并数值证明了它们的稳定性.结果表明，不论非局域程度如何，光束都能以 光孤子态在介质中稳定传输.光孤子的波形是从强非局域时的高斯型过渡到局域时的双曲正 割型，形成孤子的临界功率随非局域程度的减弱而减小，光孤子相位随距离线性增大，相位 的变化率随非局域程度的减弱而减小. 关键词： 非局域非线性薛定谔方程 空间光孤子 临界功率 相位     

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     

亚强非局域空间光孤子的相互作用

研究了亚强非局域空间光孤子的相互作用规律,从光线方程出发得到了孤子光束中心的演化性质以及相互作用周期的解析解.发现亚强非局域条件下孤子的初始间距和非局域特征长度的关系对孤子的相互作用周期有很大的影响,在斜入射时存在一个最大入射角, 小于这个角度孤子才会吸引.数值模拟验证了理论解析的结果. 关键词： 亚强非局域 相互作用 空间光孤子 全光开关     

(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厄米高斯解

利用强非局域非线性介质中空间对称实响应函数的泰勒展开简化了非局域非线性薛定谔方程 ，文章基于强非局域非线性空间中的线性模型得到了矩空间1+D(D=1，2)维的厄米高斯 型解，得到了高阶孤子波的解析式，高斯解是最低阶孤子，即基模光孤子，并得到了入射光 束的临界功率．图示展现了几个低阶光孤子解，并发现了强非局域非线性介质中存在非对称 光孤子． 关键词： 高阶孤子 强非局域介质 厄米高斯     

强非局域非线性介质中的旋转涡旋光孤子

利用变分方法,得到了Snyder-Mitchell模型的旋转空间调制涡旋光孤子的近似解析解.在传输过程中,这种光孤子具有可观察的旋转特性.在一定的条件下,旋转的空间调制涡旋光孤子将退化为圆对称的涡旋光孤子. 关键词： 非局域非线性介质 强非局域性 空间调制涡旋光孤子 变分法     

光谱重置法在非局域空间光孤子研究中的应用

利用光谱重置法在数值上求解非局域非线性薛定谔方程,快速准确地计算出非局域非线性介质中空间光孤子的波形,并得到在不同非局域程度下形成孤子的临界功率和临界束宽的关系.研究结果表明,在任意非局域程度条件下都可以形成稳定的空间光孤子.在响应函数不同时分别与解析解进行对比,发现数值解和解析解只有在强非局域和弱非局域这两种极限条件下是一致的,并给出了对应解析解的有效范围.     

非局域克尔介质中空间光孤子的相互作用

研究了强非局域克尔介质中光束的演化规律，通过相位分析得到了空间孤子相互作用所满足 的非局域非线性薛定谔方程的简化近似模型，并获得了双光束传输的解析解.结果表明在传 输过程中相互作用的高斯光束的相位决定于它们的输入总功率.以振幅一强一弱共同传输的 高斯光束为例进行了具体研究，得到了强光和弱光的解析式，相位分析显示弱光在相当短的 传输距离之内能产生大的相移，可以通过对强光能量的调控来实现对弱光的相位调制. 关键词： 非局域克尔介质 空间光孤子 孤子相互作用 相位调制     

空间相位调制对强非局域空间光孤子的影响

利用空间相位调制技术和数值分析的方法，讨论了高斯光束在强非局域非线性平板波导中的传输问题，发现只要介质的响应具有对称性,光束就会有相同的演化规律，可控的空间相位调制参数不仅能让光束自偏转还能实现分束，其全新特性在全光开关及分光器上有潜在的应用价值. 关键词： 强非局域空间光孤子 空间相位调制 光偏转 光开关     

空间调制作用下Bessel型光晶格中物质波孤立子的稳定性

利用变分法和数值计算方法研究了空间调制作用下Bessel型光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体系中孤立子的稳定性, 给出了存在随空间非周期变化的线性Bessel型光晶格和非线性光晶格(原子之间非线性相互作用的空间调制)时, 各种参数组合下涡旋和非涡旋孤立子的稳定性条件. 首先, 利用圆对称的高斯型试探波函数得出描述体系稳定性参数满足的Euler-Lagrange方程和变分法分析体系稳定性所需要的有效作用势能的表达式. 然后, 根据有效作用势能是否具有局域最小值判断体系是否具有稳定状态, 得出体系具有稳定状态时参数所满足的条件. 最后, 利用有限差分法求解Gross-Pitaevskii方程验证变分法结果的正确性, 所得结果和变分法结果一致. 关键词： Bessel型光晶格 非线性光晶格 孤立子 稳定性     

Solitons in optical lattices with nonlocal nonlinearity

The propagation of spatial solitons is systematically investigated in nonlocal nonlinear media with an imprinted transverse periodic modulation of the refractive index. Based on the variational principle and the infinitesimal approximation of Maclaurin series expansion, we obtain an analytical solution of such nonlocal spatial solitons and an interesting result that the critical power for such solitons propagation is smaller than that in uniform nonlocal self-focusing media. It is found that there exist thresholds in modulation period and lattice depth for such solitons. A stable spatial soliton propagation is maintained with proper adjustment of the modulation period and the lattice depth.     

一维光学格子孤子的传输特性及控制研究

利用解析和数值方法研究了在具有横向折射率周期性调制的克尔型非线性介质中光学格子孤子的传输，得到了孤子参数的演化方程以及格子孤子的形成和稳定传输的条件.结果表明：当光束的入射角小于某临界角度时，光束可被类似波导形式的路径俘获而稳定传输，该临界角随折射率调制周期、调制深度的增加而增大，且光束越窄临界值越大.此外，线性空间啁啾虽然对光束传输的中心位置没有任何影响，但会导致光束发散从而破坏格子孤子的形成和稳定传输，对此提出了采用特定功率取值来补偿啁啾作用从而形成格子孤子的方案. 关键词： 光孤子 光学格子 光传输 矩方法     

Properties of Controllable Soliton Switching in Optical Lattices with Longitudinal Exponential-Asymptotic Modulation

The properties of controllable soliton switching in Kerr-type optical lattices with different modulation are investigated theoretically and simulated numerically. The results show that the optical lattices can be available for all-optical soliton switching through utilization for length-scale competition effects. And through longitudinal exponential-asymptotic modulation for the linear refractive index, the properties of soliton switching in the optical lattices can be improved. The number of output channels of soliton switching can be controlled by the parameters such as incident angle, asymptotic rate of longitudinal modulation, guiding parameter and form factor.     

Tunable soliton self-bending in optical lattices with nonlocal nonlinearity

We address the phenomenon of soliton self-bending in Kerr-type nonlocal nonlinear media with an imprinted transverse periodic modulation of the linear refractive index. We show that the imprinted optical lattice makes possible to control the mobility of soliton by varying the depth and the frequency of the linear refractive index modulation.     

Beam evolutions of solitons in strongly nonlocal media with fading optical lattices

We address the impact of imprinted fading optical lattices on the beam evolution of solitons in strongly nonlocal nonlinear media. The results show that the width of the soliton experiences a change with the increasing propagation distance, the critical power for the soliton varies with the lattice fading away, and the soliton breathing is affected by the initial lattice depth and the nonlocality degree.     

非局域高次非线性介质中的多极暗孤子

研究一维非局域三-五次非线性模型下,暗孤子和多极暗孤子的新解和传输特性.发现非局域程度和非线性参量变化对暗孤子的峰值和束宽产生影响,并且在特定的竞争非局域非线性参数下存在稳定基态暗孤子和多极暗孤子的束缚态.另外,讨论了在局域自聚焦三次和非局域自散焦五次非线性介质中暗孤子和两极暗孤子的传输特性,发现孤子比在自散焦三次和自聚焦五次的非线性介质中传输更加稳定.进一步研究了单暗孤子和三极暗孤子的功率与传播常数和非局域程度的关系,并讨论了不同类型暗孤子的线性稳定性问题.     

一种新型光格子中孤子的控制(英文)

本文数值研究了一种纵向呈周期性指数调制的克尔非线性光格子中空间孤子的控制和导向.结果表明,这种光格子能提供更大范围的孤子控制,通过合理设计光格子的参数如光格子的深度、横向调制频率、纵向调制周期以及输入波束的参数可以实现孤子的控制.     

椭圆强非局域空间光孤子

对傍轴椭圆高斯光束在具有椭圆对称响应特性的强非局域非线性介质中的演化规律进行研究，得到了光束各参量演化的精确解析解，分析了单向空间光孤子和强非局域椭圆空间光孤子的形成条件，发现了椭圆光孤子的相移与介质响应函数的椭圆率有关. 关键词： 椭圆对称强非局域响应介质 椭圆强非局域空间光孤子 相移     

Solitons in thermal media with periodic modulation of linear refractive index

We address the existence and properties of solitons in thermal media with periodic modulation of linear refractive index. Many kinds of solitons in such optical lattices, including symmetric and antisymmetric lattices, are found under different conditions. We study the influence of the refractive index difference between two different layers on solitons. It is also found that there do not exist cutoff value of propagation constant and soliton power for shifted lattice solitons. In addition, the solitons launched away from their stationary position may propagate without oscillation when the confinement from lattices is strong.