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     

椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性

研究了傍轴椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性，得到了其各参量的演化方程 及其精确解析解.通过对束宽演化方程及其精确解析解的进一步分析，发现傍轴椭圆高斯光 束在强非局域非线性介质中传输时，两横向方向束宽作周期性变化.不管初始功率为多大， 光束都将周期性的由椭圆高斯光束演化为圆对称高斯光束，再由圆对称高斯光束演化为椭圆 高斯光束；并且在演化的过程中，椭圆的半长轴和半短轴会作周期性交替变化.另外，在一 定初始功率下，傍轴椭圆高斯光束可以保持某一横向方向的束宽不变，得到光孤子. 关键词： 强非局域非线性介质 非局域非线性薛定谔方程 椭圆高斯光束 参量演化方程 空间孤子     

(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.     

强非局域光晶格中空间孤子的脉动传播

根据强非局域结构中空间孤子的演化方程——非局域非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶方法,对一维强非局域光晶格结构中空间孤子的脉动传播进行数值研究.分析了孤子的初始光束能量、非局域程度、光晶格调制强度、光晶格周期以及线性折射率的纵向调制率与空间孤子的脉动传播周期之间的关系,并对影响脉动传播的内在物理机制进行了讨论.同时,还研究了在线性折射率纵向调制情况下强非局域光晶格结构中空间孤子传输的开关行为. 关键词： 非局域非线性薛定谔方程 光晶格 空间孤子 光开关     

非局域非线性介质中光束传输的拉盖尔-高斯变分解

光束在非局域非线性介质中的传输过程由非局域非线性薛定谔方程描述.1+2D非局域非线性薛定谔方程可以转化为圆柱坐标系下的变分问题.通过展开介质响应函数并合理假设试探解求解变分方程,得到光束在强非局域非线性介质中的拉盖尔-高斯解.满足一定条件时,拉盖尔-高斯光束将形成光孤子或退化为高斯光束. 关键词： 非局域非线性介质 强非局域性 变分法 拉盖尔-高斯光束     

非局域非线性耦合器中多极亮孤子的特性

研究了一维非局域非线性耦合器中多极亮孤子的存在条件和稳定传输.用牛顿迭代法得到了二极和三极亮孤子.由于较强的非局域响应诱导孤子间的吸引作用比排斥作用大,此时二极孤子不能稳定传输,两孤子相互吸引,融合成一个孤子.随着非局域参数的减小,非线性效应和衍射效应达到平衡时,二极孤子能稳定传播.随着传播常数的减小,孤子的幅值减小,束宽变窄,使得孤子能稳定传播.对于三极亮孤子,在非局域参数较小的时候,耦合的两个三极孤子都不能进行稳定传输.传输一段距离后三极孤子发生碰撞,融合成两极孤子,两极孤子继续传输,最终融合成为一束振荡的光束.随着非局域参数的增大,三极孤子传播的稳定性增强.当传播常数取负数时,随着其绝对值的减小,三极亮孤子的幅值增大,束宽减小,孤子传播的稳定性增强.最后,通过加入白噪声进一步验证了这些亮孤子传播稳定性.     

非局域克尔介质中厄米高斯光束传输的变分研究

在非局域非线性克尔介质中,通过对介质实对称响应函数的泰勒展开,简化了非局域非线性薛定谔方程所对应的Lagrange密度,进而利用变分法对光束的传输问题进行了分析.求出试探解各个参量的演化方程并得到了自聚焦介质中的厄米高斯型光束的精确解析解,当输入功率达到临界功率时,即形成高阶空间光孤子(厄米高斯孤子),其最低阶(基模光孤子)就是高斯孤子.通过数值模拟发现解析解与数值解符合得很好. 关键词： 非局域克尔介质 变分法 厄米高斯光束 空间光孤子     

强非局域非线性介质中光束传输的空间光孤子解

利用1+2维Snyder-Mitchell模型讨论了柱坐标系下光束传输过程，得到了强非局域非线性介质中光束稳定传输的拉盖尔高斯型解，即空间光孤子解，并得到了入射光束稳定传输的临界功率.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圆环形光孤子. 关键词： 强非局域非线性介质 拉盖尔高斯(Laguerre-Gauss)解 高阶空间光孤子     

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     

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     

Incoherently coupled vector dipole soliton pairs in nonlocal media

We investigate the incoherently and strongly coupled Manakov vector dipole soliton pairs in nonlocal nonlinear media. We use variational approach, to describe analytical properties of these solutions in a strongly nonlocal regime. We show that the presence of fundamental component improve stability of the dipole nonlocal soliton. In the limit of highly nonlocal nonlinearity, the evolution behaviors of the vector solitons is determined by their total power.     

Incoherently coupled soliton pairs in nonlocal nonlinear media

We show that incoherently coupled soliton pairs can exist in nonlocal Kerr-type nonlinear media. Such solitons can propagate in bright--bright, dark--dark, and gray--gray configurations. When the nonlocal nonlinearity is absent, these bright--bright and dark--dark soliton pairs are those observed previously in local Kerr-type nonlinear media. Our analysis indicates that for a self-focusing nonlinearity the intensity full width half maximum (FWHM) of the bright--bright pair components increases with the degree of nonlocality of the nonlinear response, whereas for a self-defocusing nonlinearity the intensity FWHM of the dark--dark and gray--gray pair components decreases with the increase in the degree of nonlocality of the nonlinear response. The stability of these soliton pairs has been investigated numerically and it has been found that they are stable.     

Quadrupolar matter-wave soliton in two-dimensional free space

We study two-dimensional (2D) matter-wave solitons in the mean-field models formed by electric quadrupole particles with long-range quadrupole–quadrupole interaction (QQI) in 2D free space. The existence of 2D matter-wave solitons in the free space was predicted using the 2D Gross–Pitaevskii Equation (GPE). We find that the QQI solitons have a higher mass (smaller size and higher intensity) and stronger anisotropy than the dipole–dipole interaction (DDI) solitons under the same environmental parameters. Anisotropic soliton–soliton interaction between two identical QQI solitons in 2D free space is studied. Moreover, stable anisotropic dipole solitons are observed, to our knowledge, for the first time in 2D free space under anisotropic nonlocal cubic nonlinearity.     

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.     

The elliptic function waves and solitons in thermal nonlocal media

An analytical solution is obtained in thermal nonlocal media by considering the weakly and strong nonlocal limit, respectively. In weakly nonlocal case the elliptic function wave solutions, which become soliton under limited condition, are present, while in strongly nonlocal case the solutions are bright soliton and multi-hump soliton. These results are well in good agreement with numerical ones in other references [8].     

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。     

非局域非线性介质中多极表面光孤子的解析解及其稳定性分析

本文主要对非局域非线性介质中存在的多极表面亮孤子进行了研究. 理论研究表明多极表面孤子也可以被看做是具有反对称振幅分布的体孤子的一半, 由此我们可以给出多极表面孤子的解析解. 其次, 用数值计算的方法给出了它的数值解, 比较结果表明数值解与解析解基本符合. 最后, 研究了本模型下的多极表面孤子的稳定性, 发现二极表面孤子的不稳定区间比四极体孤子的不稳定区间小, 另外, 二极以上的表面孤子皆不稳定.     

Motion of dissipative soliton complexes in a nonlinear interferometer with driving radiation

A numerical analysis has been made of the motion of spatial dissipative soliton complexes in a wide-aperture interferometer with the Kerr nonlinearity, which is excited by continuous coherent driving radiation. It has been demonstrated that, depending on the symmetry of the radiation intensity distribution, the complex can exhibit four variants of dynamics, including the curvilinear motion of its center. The results obtained have been compared with the case of laser soliton complexes (without coherent driving radiation) and with the predictions made from the phenomenological model of the motion of soliton complexes.     

Nonlocal Optical Spatial Soliton with a Non-parabolic Symmetry and Real-valued Convolution Response Kernel

Based on the picture of nonlinear and non-parabolic symmetry response, i.e., Δn₂(I)≈ρ(a₀+a₁x-a₂x²), we propose a model for the transversal beam intensity distribution of the nonlocal spatial soliton. In this model, as a convolution response with non-parabolic symmetry, Δ n₂(I)≈ρ(b₀+b₁f-b₂f² with b₂/b₁>0 is assumed. Furthermore, instead of the wave function Ψ, the high-order nonlinear equation for the beam intensity distribution f has been derived and the bell-shaped soliton solution with the envelope form has been obtained. The results demonstrate that, since the existence of the terms of non-parabolic response, the nonlocal spatial soliton has the bistable state solution. If the frequency shift of wave number β satisfies 0<4(β-ρb₀/μ)<3η₀/8α, the bistable state soliton solution is stable against perturbation. It should be emphasized that the soliton solution arising from a parabolic-symmetry response kernel is trivial. The sufficient condition for the existence of bistable state soliton solution b₂/b₁>0 has been demonstrated.