双光子光折变介质中非相干耦合光伏孤子族

为了得到双光子非相干耦合光伏孤子族的结果,采用数值模拟方法,对稳态情况下多束互不相干的光束在双光子光伏光折变晶体中的传播进行了研究。结果表明:具有相同偏振和相同波长的多束互不相干的入射光束可在晶体中形成双光子非相干耦合光伏孤子族。当入射光束中仅包含两个分量时,孤子族就转化为光伏孤子对。并用双光子光伏光折变晶体Cu:KNSBN和LiNbO3进行了分析说明。研究结果可为空间光孤子理论的发展提供理论依据。     

非相干耦合热电光伏光折变空间孤子对(英文)

基于无偏压光伏光折变晶体,理论研究了热电效应和光伏效应共同作用下的稳态空间孤子对.从非相干耦合波方程出发,推导了热电光伏孤子对的数值解;采用有限差分方法,数值模拟了各类孤子对的强度包络.结果表明:在自散焦光伏光折变晶体中,当正的热电场远大于光伏场时,亮-亮孤子对可以存在;当暗-暗或者灰-灰孤子对存在时,负的热电场可以增强自散焦效应,进而减小孤子的半峰全宽.各类孤子对的半峰全宽可以通过改变热电场的大小而加以操控.此外,非相干耦合热电光伏孤子对可以在一定条件下分别退化成热电孤子对或者光伏孤子对.借助晶体的热电效应,可以使光折变晶体LiNbO3从自散焦转变成自聚焦,从而灵活控制晶体中孤子对的特性.     

Temporal Behavior of Low-Amplitude Grey Spatial Solitons in Biased Two-Photon Photorefractive Crystals

The temporal property of grey screening spatial solitons due to two-photon photorefractive effect in lowamplitude regime is analyzed. The results indicate that a broad solitons is generated at the beginning, and as time evolves, the intensity width of grey solitons decreases monotonically to a minimum value toward steady state. In the same propagation time, the FWHM of solitons decreases with p increasing or m decreasing. Moreover, the formation time of solitons is independent of p and m. The time is close to a constant determined by the dielectric relaxation time.     

基于双光子光折变效应的非相干耦合灰光伏孤子族

为了研究开路条件下双光子光伏光折变材料中的灰光伏孤子族,建立了光伏孤子族的动态演化方程,给出了非相干耦合灰光伏孤子族的数值解.采用数值模拟的方法,求解孤子族的数值表达式.结果表明:这种孤子族是由多束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的.当孤子族只有两个分量时,灰光伏孤子族可以退化成灰-灰光伏孤子对|当孤子的灰度参量取零时,灰光伏孤子族退化成暗光伏孤子族,灰-灰光伏孤子对退化成暗-暗光伏孤子对.文中采用的光伏光折变材料是LiNbO3.     

有分压电阻和e偏振非相干背景光辐照的光折变晶体中非相干耦合空间孤子对

为了得到光折变晶体中非相干耦合空间孤子对统一理论的结果,基于单光子光折变空间光孤子的基本理论模型,建立了稳态条件下有分压电阻和e偏振非相干均匀背景光辐照的单光子光伏光折变晶体中非相干耦合空间孤子对理论. 研究表明:这种孤子对是由两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的, 孤子对两光束都能在晶体中稳定传播;当分压电阻、e偏振背景光、外加电场和光伏场取不同值时, 可获得14种光折变非相干耦合空间孤子对. 本文的结果对完善和充实光折变空间孤子理论体系有重要意义.     

Low-amplitude Screening-photovoltaic Spatial Solitons in Biased Photovoltaic Photorefractive Crystals

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｓｐａｔｉａｌｓｏｌｉｔｏｎｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｇｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐａｓｔｙｅａｒｓ[1～ 11] .Ｔｈｅｙｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｓｕｂｊｅｃｔｓｉｎｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｐｔｉｃｓ .Ｕｐｏｎｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ,ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓｃａｎｓｅｔｕｐｓｐａｃｅ ｃｈａｒｇｅｆｉｅｌｄｉｎｃｒｙｓｔａｌｓ,ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｉ…     

Low-amplitude Screening-photovoltaic Spatial Solitons in Biased Photovoltaic Photorefractive Crystals

The low-amplitude spatial solitons in biased photovoltaic photorefractive crystals are investigated theoretically. The analytical solutions for both the bright and the dark low-amplitude screening-photovoltaic spatial solitons in photorefractive crystals are obtained. The expressions for the width of these solitons are given. The explicit expressions for the spatial deflection and angular deviation of the bright low-amplitude screening-photovoltaic spatial soliton are also presented by taking into account the effect of diffusion.     

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。     

双光子光折变介质中非相干耦合亮-暗屏蔽光伏孤子对

对有外加电场的双光子光伏光折变晶体中两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束的耦合进行研究,给出产生亮-暗双光子光折变屏蔽光伏孤子对需满足的条件.以Cu:KNSBN晶体作为研究对象,选取α=117.3,β=83.79,η=1.5×10-4,σ=104,δ=0.005,r=10时,给出双光子光折变晶体中的非相干耦合亮-暗屏蔽光伏孤子对2个孤子分量光强的空间分布,证明有外加电场的双光子光伏光折变晶体中存在非相干耦合亮-暗屏蔽光伏孤子对,指出孤子对是由偏振态和波长都相同的两束互不相干光形成的,当外加电场方向和晶体中光伏电场的方向与晶体光轴方向相同时,双光子光折变晶体中可支持亮孤子峰值光强稍大于暗孤子最大光强的非相干耦合亮-暗孤子对,当外加电场方向和晶体中光伏电场的方向与晶体光轴方向相反时,双光子光折变晶体中可支持亮孤子峰值光强稍小于暗孤子最大光强的非相干耦合亮-暗孤子对.     

双光子光折变介质中光伏空间孤子

基于双光子光折变介质中空间孤子的统一理论,采用数值模拟的方法,比较了双光子光伏光折变介质中开路光伏空间孤子、短路光伏空间孤子和闭路光伏空间孤子的特性.结果表明:双光子光伏光折变介质中,闭路暗光伏孤子所需非线性要比开路暗光伏孤子所需非线性小,同时暗光伏空间孤子的半峰全宽随着负载电阻的增加而加宽;亮光伏空间孤子的形态与负载电阻基本无关.     

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。     

温度对双光子独立明-暗空间屏蔽孤子对稳定性的影响

在忽略损耗和扩散的情况下,采用数值方法研究温度对串联双光子光折变晶体回路中独立明-暗屏蔽孤子对演化和稳定性的影响.结果表明:在给定温度下晶体回路中形成稳态明-暗孤子对,当一个晶体的温度改变且温度变化不大时,另一块晶体中支持的孤子将转变为另一个稳态孤子;当温度变化过大时,这个孤子将变得不稳或发生周期性的压缩或膨胀甚至崩溃.在独立屏蔽空间孤子对中,暗孤子对温度的敏感程度比明孤子强.     

温度对中心对称光折变稳态暗孤子演化的影响

为了得到温度对中心对称光折变晶体中空间暗孤子影响的结果,数值研究了中心对称光折变暗孤子动态演化的温度特性。结果表明,孤子强度包络演化强烈地依赖于晶体的温度和介电常数的温度特性。在290-320K的温度变化范围内,暗孤子的宽度随温度的增加而变大,孤子的峰值强度随温度的增加而变小。在300K的温度下,中心对称光折变介质中可以形成稳定的暗空间孤子,当温度从300K升高或降低时,孤子将克服较小的扰动而保持稳定的传播。通过调整温度可以改变孤子的空间形态。     

光折变介质中空间光孤子自弯曲现象研究

光折变非线性介质在外加直流电压时会引起介质内部电荷移动,而移动后的电荷又会导致空间电荷的扩散效应,从而产生非局域非线性现象。从理论上研究了具有流动和扩散非局域非线性的光折变晶体中所支持的空间光学孤子的传播行为。应用等效粒子近似方法分析了这类介质中(1 1)维空间光学孤子动力学行为,得出孤子运动"加速度"显式解。孤子的有效"加速度"决定于孤子参量和光折变非局域参量。所得的解析结果可在一定参量范围内直接用来计算孤子的传播轨迹。对孤子在光折变非局域非线性作用下的传播动力学行为做了仿真模拟,数值模拟结果与理论分析结论符合得很好。     

双光子光折变晶体中两分量矢量空间孤子

为了研究外加偏压双光子光折变晶体中的矢量空间孤子,建立了矢量空间孤子的动态演化方程,给出了矢量空间孤子数值解.采用数值模拟的方法,求解矢量空间孤子的数值表达式,理论预言了稳态条件下亮-亮、暗-暗自耦合矢量空间孤子的存在|同时,数值求解演化方程,分析了亮-亮自耦合矢量空间孤子的演化特性.数值结果表明,无论两孤子分量的强度近似相等还是有较大差别,这些自耦合矢量空间孤子都可以由数值积分程序给出.亮-亮、暗-暗自耦合矢量空间孤子在双光子光折变晶体中稳定存在.     

光折变有机聚合物中的双色光空间孤子

对光折变有机聚合物中的双色光空间孤子进行了理论分析,证明双色信号光的两个频率成分相互作用可以在折射率改变为正的光折变有机聚合物中形成暗暗和亮暗空间孤子,在折射率改变为负的光折变有机聚合物中形成亮亮和亮暗空间孤子。与单色光孤子的情况不同,对于双色光孤子情况,通过与一形成暗孤子的频率成分相互作用,另一频率成分在折射率改变为正的有机聚合物中也可形成亮孤子;通过与一形成亮孤子的频率成分相互作用,另一频率成分在折射率改变为负的材料中也可形成暗孤子。     

双光子光折变晶体串联回路中独立全息屏蔽空间孤子对

为了得到双光子独立全息屏蔽空间孤子对的结果,基于光折变晶体中的两波耦合和双光子光折变效应,证明在由两块双光子光折变晶体和一个电压源通过导线连接组成的串联回路中存在全息亮(暗)屏蔽孤子.每块晶体中能支持一个全息屏蔽孤子,这两个孤子称为双光子独立全息屏蔽孤子对,有明-明、暗-暗和明-暗三种类型.数值计算结果表明,在光束的空间展宽远小于晶体宽度的极限条件下,孤子对中的两孤子通过光电流和相互耦合能影响到这些孤子的空间包络和动态演化特性.     

Bright-Dark Manakov Solitons in Biased Guest-Host Photorefractive Polymer

It is shown that bright-dark Manakov solitons can be formed in biased guest-host photorefractive polymer when the total intensity of two components is much lower than the background illumination.The existing conditions of bright-dark Manakov solitons are discussed in detail.The intensity profiles and dynamical evolutions of solitons are presented by numerical methods.     

Steady-State Spatial Solitons in Low-Amplitude Regime in Biased Photorefractive-Photovoltaic Crystals

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ (ＰＲ)ｓｐａｔｉａｌｓｏｌｉｔｏｎｓ[1～ 3] ｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｉｎｔｈｅｐａｓｔｆｅｗｙｅａｒｓ.Ａｔｐｒｅｓｅｎｔｔｈｅｓｅａｒｅｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅＰＲｓｏｌｉｔｏｎｓ :ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ[1 ,2 ] ｓｏｌｉｔｏｎｓａｎｄｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ (ＰＶ) [3]ｓｏｌｉｔｏｎｓ.Ｍｏｒｅｒｅｃｅｎｔｌｙ ,ｗｅｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈｅｏ…     

双光子光折变介质中非相干耦合亮-暗混合屏蔽孤子族

 根据光波耦合方程及亮-暗孤子对解,对稳态情况下多束互不相干的光束在有外加电场的双光子非光伏光折变晶体中的传播进行分析,给出产生亮-暗双光子光折变屏蔽光伏孤子族需满足的条件。证明有外加电场双光子非光伏光折变晶体中存在非相干耦合亮-暗混合屏蔽孤子族,孤子族由偏振态和波长都相同的多束互不相干的光形成。当外加电场方向和晶体光轴方向相同时,双光子光折变晶体可支持亮孤子族总峰值光强稍大于暗孤子族总峰值光强的的非相干耦合亮-暗混合孤子族,当外加电场方向与晶体光轴方向相反时,双光子光折变晶体可支持亮孤子族总峰值光强稍小于暗孤子族总峰值光强的非相干耦合亮-暗混合孤子族。