光晶格势阱中二元凝聚体的矢量孤子的振荡和分裂

考虑外部囚禁势阱为光晶格势阱,研究了二元玻色-爱因斯坦凝聚体中亮-亮孤子的动力学行为.结果表明,亮-亮孤子的运动方向和振荡行为可以分别通过调节光晶格势阱的晶格常数和势阱深度来控制.进一步地,亮-亮孤子还可以被局域在光晶格势阱中,并且随着势阱深度的增加,局域孤子会产生分裂行为.     

计及次近邻作用时一维格子的非线性元激发

同时考虑次近邻谐振相互作用和三次方、四次方非谐相互作用,利用多重尺度结合准离散近似方法去计算晶格振动行为,发现一维非线性点阵中存在包络孤子及正扭结型包络孤子、反扭结型包络孤子,解释了自局域结构的幅度只取决于点阵中的固有参数的实验现象 关键词： 非线性点阵 非谐相互作用 扭结型包络孤子     

光晶格中超流费米气体的能隙孤子

研究了一维光晶格中超流费米气体的能隙孤子. 应用平均场理论和超流费米气体的流体动力学模型, 利用变分法得到了在整个跨越区超流费米气体在光晶格中存在带隙孤子的条件, 即原子间的非线性相互作用项与系统化学势以及晶格深度的相互关系. 通过对超流费米气体的基态能隙孤子空间分布的分析与对比, 揭示了在一维情况下超流费米气体能隙孤子的存在并发现超流费米气体能隙孤子在整个跨越区当系统从Bose-Einstein凝聚端跨越到BCS端时孤子存在的条件与孤子空间分布存在明显的差别.     

中心对称光折变晶体中Kagome光子晶格内带隙孤子的研究

研究了中心对称光折变晶体中Kagome光子晶格内带隙孤子的存在及其稳定性。结果表明:带隙孤子只存在于半无限带隙内,中功率的带隙孤子是稳定的,高功率和低功率的带隙孤子是不稳定的。在高功率和中功率区域内,带隙孤子的功率随传播常数的增加而减小。在低功率区域内,带隙孤子的功率随传播常数的增加而变大。     

双色光晶格势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的Landau-Zener隧穿行为

考虑玻色-爱因斯坦凝聚体局限于周期性的双色光晶格势阱中,研究其中的Bloch能带结构、第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿行为.结果表明,随着双色光晶格势阱的主、次晶格相位差从0增加到π,Bloch能带中第一能隙宽度逐渐增加,而第二能隙宽度逐渐减小.同时发现,双色光晶格势阱的主、次晶格深度及其相位差对第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿性质有重要的影响.     

光晶格作用下里德伯冷原子系统中的二维空间光孤子

实现高维光孤子是非线性光学研究中一个长期的目标.本文设计了一个里德伯冷原子与贝塞尔晶格势耦合的系统,发现了一系列稳定的二维空间光孤子簇,包括基极孤子、二级孤子、四级孤子和涡旋孤子.研究表明,光传播系数、非局域非线性系数、贝塞尔晶格常数可以用来调控光孤子的产生、空间分布及演化;在系统参数的调控下,该光孤子簇具备空间稳定性,能够在一定距离内稳定传播.本研究为高维空间光孤子的产生和调控提供了一种新的思路.     

三体作用下准一维玻色-爱因斯坦凝聚体中表面带隙孤子及其稳定性

数值研究了具有三体相互作用的均匀介质界面和半无限雅克比椭圆正弦势下准一维玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensate,BEC)中的表面带隙孤子及其稳定性.在平均场近似下,其动力学行为可用3次-5次Gross-Pitaevskii方程描述.首先用牛顿-共轭梯度法寻找表面带隙孤子,发现表面亮孤子仅当化学势小于0时才可于带隙内激发,但表面扭结孤子和气泡孤子既可存在于带隙中也可存在于能带中.然后采用线性稳定性分析和非线性动力学演化研究了孤子的稳定性,结果表明三体相互作用会明显影响表面亮孤子的稳定性,表面扭结孤子既有稳定的也有不稳定的,但表面气泡孤子均不稳定.     

分数阶衍射蜂窝晶格中带隙涡旋孤子的传输与控制

基于分数阶非线性薛定谔方程,研究分数阶衍射效应下蜂窝晶格中带隙涡旋光孤子的存在性与传输特性.首先采用平面波展开法得到蜂窝晶格能带结构,其次在带隙结构中分别采用改进的平方算子迭代法、分步傅里叶法和傅里叶配置法研究含有蜂窝晶格势的分数阶非线性薛定谔方程中带隙涡旋孤子的模式及其传输特性.研究结果发现带隙涡旋孤子的传输特性受Iévy指数和传播常数的影响.在稳定区间,带隙涡旋孤子可以稳定传输,而在非稳定区间,带隙涡旋孤子会随着传输距离的增加而逐渐汇聚,失去环状结构演变为基孤子.且Lévy指数越大,带隙涡旋孤子能够稳定传输的距离越长,功率越低.此外,相邻晶格同相位两个带隙涡旋孤子与旁瓣能量相叠加,反相位两带隙涡旋孤子与旁瓣能量相抵消,传输过程中逐渐失去环状结构,演化为类偶极子模式,且受方位角调制影响而周期性旋转.在非相邻晶格处两带隙涡旋孤子,由于旁瓣影响较小,带隙涡旋孤子在传输过程中能较好地保持环状结构.     

基态简并和非简并高分子的光吸收和量子晶格涨落

通过一个简单的孤子反孤子对模型来模拟一维有机高分子中的量子晶格涨落,高分子中电子能隙内的光吸收是由孤子反孤子对激发的两个分别来源于导带的最低未占据和价带的最高占据离散能级之间的跃迁所产生的.这样的光吸收没有能隙.结果明显表明,基态非简并将抑制量子晶格涨落,从而减少电子能隙内的光吸收,使得基态非简并高分子的光吸收有一相对明显的吸收边,这与实验是一致的. 关键词：     

方势阱中凝聚体的孤子动力学行为

利用多重尺度法, 解析地研究了方势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的孤子动力学行为. 结果表明, 方势阱对凝聚体中的孤子动力学有重要的影响. 进入方势阱时孤子作加速运动, 逃逸出势阱时孤子作减速运动; 且随着势阱深度的增加, 孤子的速度增加、幅度增加、宽度减小. 这为实验操控孤子的动力学行为提供一定的参考价值. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚体 孤子 方势阱     

具有振幅调制的光学格子中光束的演化研究

利用变分原理和数值模拟的方法研究了光束在光传输方向的横截面上存在着具有振幅调制的光学格子时的演化,得到了光束宽度、振幅、光束的波阵面曲率随传播距离的演化形式.通过将光束的传输类比于粒子的运动,发现光束参量的条件存在三个区域,在不同的区域光束将在光格子的调制下有不同的传输形式,光格子振幅调制系数在各个区域起到了重要作用.光学格子中周期格子的作用有类似非线性的很好的特性,周期格子的引入提供了更好地控制格子孤子形成和传输的参考条件.     

Soliton dragging by dynamic optical lattices

We report on the phenomenon of controllable soliton dragging by dynamic optical lattices induced by three imbalanced interfering plane waves. Because of such an imbalance, the transverse momentum of the lattice does not vanish, and thus the dynamic lattice can cause soliton dragging. The dragging rate is shown to depend on the amplitude and on the angle of incidence of the third plane wave making the optical lattice.     

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.     

Observation of discrete solitons and soliton rotation in optically induced periodic ring lattices

We report the first experimental demonstration of ring-shaped photonic lattices by optical induction and the formation of discrete solitons in such radially symmetric lattices. The transition from discrete diffraction to single-channel guidance or nonlinear self-trapping of a probe beam is achieved by fine-tuning the lattice potential or the focusing nonlinearity. In addition to solitons trapped in the lattice center and in different lattice rings, we demonstrate controlled soliton rotation in the Bessel-like ring lattices.     

非线性光学格子中的光束演化研究

研究光学格子中(即在光传输的横截面上存在周期格子势的调制)光束的演化，利用变分原理，求出了光束宽度、振幅、频率啁啾参量随传播距离的演化形式.发现光束宽度与调制周期的比值必须小于一定的值才能形成孤子的传输；同时，还得到了光束在不同的条件下存在着不同的传输过程.光学格子中周期格子的作用有类似非线性的良好的特性，周期格子的引入提供了可以更好地控制格子孤子的形成和传输的参考条件.     

Solitons in PT–symmetric optical lattices with spatially periodic modulation of nonlinearity

We study the existence and stability of solitons forming in PT–symmetric optical lattices with spatially periodic modulation of the local strength of the nonlinear media. We found that the spatial modulation of the nonlinearity significantly affects the stability of solitons in PT–symmetric optical lattices. With the decrease of the strength of nonlinear refractive index modulation, the soliton's stability domain increases, whereas with the increase of the period of nonlinear refractive index modulation, the corresponding soliton's stability range narrows. In addition, we also investigate the influence of variation of the amplitude of the linear PT–symmetric lattice potential on soliton dynamics, in the presence of spatially periodic modulation of nonlinearity.     

中空圆柱形边界条件下非线性介质中的晶格孤子

本文采用自相似方法求解中空圆柱形边界贝塞尔晶格中变系数非线性薛定谔方程, 得到了与数值模拟解一致的解析解, 表明由非衍射贝塞尔光束诱导的光子晶格可支持稳定的自相似孤子簇. 精确解ψ_mn是n+2层, 2m极的多极孤立波, 其形状及大小在传播过程中保持不变. 关键词： 空间光孤子 贝塞尔晶格 边界 自相似     

Surface lattice solitons

We study theoretically nonlinear surface waves in optical lattices and show that solitons can exist at the heterointerface between two different semi-infinite 1D waveguide arrays, as well as at the boundaries of a 2D nonlinear lattice. The existence and properties of these surface soliton solutions are investigated in detail.     

Disorder-induced soliton transmission in nonlinear photonic lattices

We address soliton transmission and reflection in nonlinear photonic lattices embedded into uniform Kerr nonlinear media. We show that by introducing disorder into the guiding lattice channels, one may achieve soliton transmission even under conditions where regular lattices reflect the input beam completely. In contrast, in the parameter range in which the lattice is almost transparent for incoming solitons, disorder may induce a significant reflection.