超常介质中精确的亮暗类孤子的传输特性

基于超常介质中超短脉冲传输的非线性薛定谔方程,解析得到了两种精确的亮、暗类孤子解,并详细讨论了在超常介质中该亮、暗类孤子的存在条件和传输特性.结果发现,在自散焦超常介质的正、负折射区域,该类亮孤子可以存在于反常色散区,这与常规介质中亮孤子存在于自散焦介质中的正常色散区不同;而在自聚焦超常介质的反常色散区,该类暗孤子可以存在于正、负折射率区,在自散焦超常介质的反常色散区,该类暗孤子仅存在于负折射区间.此外,我们数值研究了该类亮、暗孤子的存在条件不能严格满足时的传输稳定性,结果显示,在一定的归一化频率区间,该类亮、暗孤子都能够较稳定地传输.     

耦合暗孤子在自散焦介质中的传输特性

空间光孤子是介质衍射效应和非线性效应相平衡的结果。当两束非相干光在非线性介质中传输时,两孤子发生交叠而产生相互作用,本文研究自散焦介质中非相干耦合暗孤子对的传输特性和相互作用。基于描述光束传播的耦合非线性薛定谔方程组,利用变分法,首先得到了自散焦克尔介质中传输的两暗孤子的幅值、横向中心位置坐标、速度和相位随传输距离变化的参数演化方程组,讨论了孤子参数演化的规律。然后,为分析孤子间相互作用,导出了两幅值相等的暗孤子在传输过程中孤子间距随传输距离的变化规律,作出了孤子对传输图像和相互作用图像,最后导出了孤子间相互作用势能和相互作用力的表达式,并利用图像详细分析了孤子间的相互作用特性。研究结果表明:无损耗情况下,孤子的幅值不受耦合作用的影响,传输过程中保持不变;耦合相互作用使两孤子横向中心位置坐标发生明显漂移,当两孤子间距较小时,孤子间距随传输距离作变速变化,变化速率与孤子的幅值和耦合程度有关,当两孤子间距趋近于零时,孤子间距随传输距离呈匀速的稳定变化;暗孤子间的相互作用力为排斥力,随着孤子间距增大,排斥力先增大后减小,而相互作用势能一直逐渐减小,当孤子间距增至4.5附近时,孤子间势能减小到几乎为零。     

非均匀光纤中暗孤子传输特性研究

由于变系数非线性Schrödinger方程的增益、色散和非线性项都是变化的, 根据方程这一特点可以研究光脉冲在非均匀光纤中的传输特性. 本文利用Hirota方法, 得到非线性Schrödinger方程的解析暗孤子解. 然后根据暗孤子解对暗孤子的传输特性进行讨论, 并且分析各个物理参量对暗孤子传输的影响. 经研究发现, 通过调节光纤的损耗、色散和非线性效应都能有效的控制暗孤子的传输, 从而提高非均匀光纤中的光脉冲传输质量. 此外, 本文还得到了所求解方程的解析双暗孤子解, 最后对两个暗孤子相互作用进行了探讨. 本文得到的结论有利于研究非均匀光纤中的孤子控制技术.     

双光子吸收效应和暗孤子传输特性研究

用行波法求解了含双光子吸收效应的暗孤子非线性薛定格 (NLS)方程 ,由此孤子解讨论了暗孤子传输特性     

非局域非线性耦合器中暗孤子的传输

研究了空间暗孤子在非局域非线性耦合器中的新解和传输稳定性.发现非局域非线性耦合器中存在稳定的基态暗孤子和多极暗孤子的束缚态.分析了非局域程度、非线性参数、传播常数和耦合系数变化对基态暗孤子的峰值、束宽和功率的影响.讨论了基态暗孤子和多极暗孤子的传输稳定性,发现基态暗孤子在其存在的区域总是稳定的,偶极以及多极暗孤子存在不稳定区间,稳定区间取决于传播常数和介质的非局域程度,并且多极暗孤子的稳定传输还受孤子间距的影响.     

光纤的暗孤子传输特性研究

本文用行波法求解了光纤的暗孤子的NLS方程,由此孤子解讨论了暗孤子在光纤中的传输特性。     

增益随机变化对分布放大暗孤子传输系统的影响

基于分布放大暗孤子传输系统的增益随机变化，利用守恒量扰动法，研究了增益随机变化对暗孤子到达检测窗口时间抖动的影响，结果表明，增益随机变化对暗孤子速度产生了影响。，并增大了暗孤以达时间的抖动，引入非线性增益可以有效抑制增益随机变化增大的暗孤子到达时间的抖动。     

无偏压光伏晶体中的非相干耦合亮暗孤子对及其传输特性

理论研究了均匀照明的无偏压光伏晶体中非相干耦合亮暗光伏孤子对的存在性.发现在共同的光伏光折变效应作用下,具有相同偏振和波长但彼此互不相干的两光束可以形成非相干耦合亮暗光伏孤子对.推导了亮、暗光场分量及其半峰全宽(FWHM)的表达式,并以Cu:KNSBN为例讨论了光强分布特性及半峰全宽与孤子光强的变化关系.结果表明,在形...     

双光学孤子脉冲的传输特性

本文首先指出了算法分裂步骤(split-step)Fourier法和光束传播(propagating-beam)法的等价性.利用这种算法,数字地模拟了可变等振幅孤子脉冲对在无耗光纤中的传输过程,结果证明:提高振幅可使孤子的相互作用大大减小.     

色散缓变光纤中暗孤子传输特性研究

用行波法求解了色散缓变光纤并含双光子吸收效应的暗孤子非线性薛定谔(NLS)方程,由此孤子解讨论了暗孤子传输特性。     

强双折射光纤中暗孤子的传输特性研究

从光纤双折射参量、背景光宽度、孤子脉冲宽度三方面探讨暗孤子在双折射光纤中远距离传输特性研究表明:相对于亮孤子,暗孤子对光纤双折射的自适应能力较弱;背景光宽度越大,暗脉冲与背景光对比度越好,暗孤子越能保持原来黑孤子状态;暗孤子脉冲宽度越大,偏振脉冲之间的差分群时延越大,诱导的灰孤子震荡结构越明显,越不利于暗孤子远距离传输.     

多组分耦合非线性薛定谔方程的3-孤子解及其相互作用

研究了带有变系数的N阶耦合非线性薛定谔方程,获得了其3-孤子解,并通过渐近分析和图像分析研究了孤子的相互作用。结果表明,当本征值不同时, 3-孤子解分别为常规孤子、束缚态孤子以及常规孤子和束缚态孤子的组合;当满足特定条件时,常规亮孤子和束缚态亮孤子可实现弹性相互作用,也可实现非弹性相互作用,而暗孤子仅存在非弹性相互作用;对于常规孤子和束缚态孤子的组合,亮孤子分量的相互作用规律较为复杂,受参数取值影响较大,但暗孤子分量依然保持弹性相互作用。     

叶绿素丙酮溶液中热致暗空间光孤子实验

设计了热致暗空间光孤子的实验光路和偶边界条件的实施方案，在叶绿素丙酮溶液中实现了热致暗空间光孤子实验，并采用分步傅里叶变换法进行了数值模拟，发现两者的结果一致。     

拉曼增益对双折射光纤中孤子传输特性的影响

本文采用考虑拉曼增益的耦合非线性薛定谔方程,利用分步傅里叶方法求解并仿真模拟了光孤子脉冲在不同性质的双折射光纤中传输时的演化过程.结果表明,拉曼增益可以有效抑制非线性耦合导致的孤子漂移,同时会导致光孤子脉冲峰值在传输时不断增大,产生拉曼放大效应.拉曼增益也可以有效抑制双折射光纤中传输的相邻光孤子之间的相互作用.     

对数型非线性介质中一维空间暗、灰孤子的存在性分析

对在对数型非线性介质中空间灰孤子的存在性进行了研究，认为对数型非线性介质中可以同 时支持暗和灰空间孤子态.并对暗空间孤子的宽度变化作了分析，指出当峰值功率较低时， 束宽随功率的增大而急剧减小，表现出良好的非线性效应；当峰值功率逐渐增大时，束宽的 减小趋势逐渐放慢直至趋于停止. 关键词： 空间暗孤子 空间灰孤子 对数型非线性介质     

负折射介质中啁啾暗孤立波的传输特性研究

本文求解了描述负折射介质中超短脉冲传输的归一化薛定谔方程,发现负折射介质中可以存在一种非线性啁啾暗孤波.结合负折射介质的特性,详细研究了该啁啾暗孤波的形成条件和传输特性.结果发现,与普通介质中的暗孤波不同,该啁啾暗孤波只能存在于介质的反常色散区,且孤被的速度影响其啁啾和幅度.另外,我们数值研究了该啁啾暗孤波在诸如频率偏移、功率波动和噪声干扰下的稳定性,结果表明,这种啁啾暗孤波在有限的扰动下具有很好的稳定性.     

闭路光伏暗空间孤子的自偏转特性研究

通过考虑扩散效应的影响,采用数值方法,研究了一维稳态闭路光伏暗空间孤子的自偏转特性。结果表明,在扩散项的影响下,光伏暗空间孤子光束的中心沿一个抛物线轨迹在光折变晶体光轴方向上产生偏转;孤子中心偏转距离随光伏场以及入射孤子波强度的增加而单调增加。光伏暗空间孤子与明孤子的自偏转规律有明显不同。     

超常介质中暗孤子的形成和传输特性研究

利用一种扩展的双曲函数级数方法求解超常介质中的传输方程，得到了各种不同情形下的暗孤子解，分析了可控自陡效应和二阶非线性色散效应对孤子形成和传输特性的影响.结果表明，超常介质中负的自陡效应使得暗孤子的中心位置随传输距离向脉冲前沿方向漂移，与常规介质中自陡效应(恒为正)的作用相反；特别是，由于二阶非线性色散的作用，使得在没有线性群速度色散的情形下同样可形成孤子，而且在反常线性色散情形也可形成暗孤子.     

拉曼增益对高双折射光纤中暗孤子俘获的影响

从高双折射光纤中含有拉曼增益的耦合非线性薛定谔方程出发, 利用拉格朗日方法, 推导出了暗孤子俘获的阈值, 并利用快速分步傅里叶变换, 模拟了孤子的两个正交偏振分量的演化, 对比了两种方法得到的阈值, 探究了暗孤子俘获受拉曼增益的影响. 研究发现解析解所得阈值比数值解偏小, 且群速度失配越小时, 二者符合得越好; 并且拉曼增益减小了暗孤子的俘获阈值, 当平行拉曼增益增大时, 俘获阈值减小加快.