空间光孤子

摘要： 研究了非相干耦合光束在损耗介质中的传输特性。采用变分法导出了介质损耗条件下非相干耦合光束的振幅、间距、相位、传播速度等参数演化方程组,在此基础上经变换得到了两空间光孤子的相互作用势能和相互作用力表达式,并结合画图分析了介质损耗对孤子的传输及相互作用的影响。研究表明介质损耗减慢了孤子相位的变化速度;介质损耗还使孤子相互作用随传输距离呈现指数型衰减,长距离传输可能会导致孤子对的变形崩溃;孤子间的相互作用存在最大值,当孤子间距大于某一定值时,两孤子会互不干扰地独立传输。

摘要： We study the new spatial optical solitons and their propagating properties in the one-dimensional nonlocal cubic-quintic (C-Q) nonlinear model by the numerical method. We obtain multi-bright solitons and multipole soliton solutions in the one-dimensional nonlocal C-Q nonlinear model. The propagation of bright solitons is stable in the competing nonlocal cubic self-defocusing and quintic self-focusing nonlinear media when these nonlocal and nonlinear parameters are in the appropriate value domain. Considering the different nonlinear cubic effects, the interaction between two optical solitons with the same phase in the general nonlocal media displays the attraction or the repulsion for different nonlocal and nonlinear parameters. We find that the interval of two solitons affects the interaction between them. The refractive index is changed with the propagating constant when the nonlocal constant d3 is 10. Moreover, the triplepole, quadrupole and pentapole solitons can propagate steadily when the nonlocal parameters are appropriate, but hexa-pole (or above) solitons propagate unsteadily for any nonlocal parameter. Furthermore, we investigate the multi-pole solitons and their propagation stabilities by the Newton difference method and the Fourier split step method, obtain the stable propagation conditions for dipole, triplepole and quadrupole solitons, and find that the propagation of the pentapole and higher-order pole solitons is unstable. We also discuss the interactions of multi-pole solitons when they propagate along the axis z. The interactions are attraction or repulsion when the nonlocal and the nonlinear parameters are different. Meanwhile, we simulate the evolution of the refractive index along the axis z when the spatial optical solitons are multi-pole solitons. Finally, we study the relation between the power of soliton and the propagation constant under different degree of nonlocality. The power of the single bright soliton does not monotonically increase with the increasing propagation constant when the degree of nonlocality d3 is 10. We also derive the relation between the power of dipole bright solitons with the cubic nonlinearity parameter and the propagation constant under different degree of nonlocality. The power decreases monotonically with the increasing propagation constant when the cubic nonlinearity is a certain value or with the increasing cubic nonlinearity when the propagation constant is a certain value.%研究空间光孤子在一维竞争非局域三次五次非线性介质中的新解和传输特性.发现亮孤子在竞争非局域三次自散焦和五次自聚焦非线性介质中存在不稳定区间.在一般非局域程度下,对于不同的三次非线性效应,同相位复合两孤子间表现为吸引或排斥的相互作用,并讨论了折射率的变化.在竞争非局域三次自聚焦和五次自散焦非线性介质中给出了二极、三极和四极孤子能稳定传播的条件,研究发现更高极孤子的传播是不稳定的.还研究了孤子功率与传播常数以及非局域程度的关系.

摘要： 光孤子（Soliton）是指经过长距离传输而保持形状不变的光脉冲。光孤子自从1973年被提出以后,引起了人们广泛研究。空间光孤子是光束在传播过程中由非线性效应平衡衍射效应的结果,空间光孤子一直是非线性光学研究前沿。光孤子在全光网络,光通信以及光逻辑器件方面有着非常重要的应用。

摘要： The coherent coupling of two spatial solitons propagating along the same line in biased two-photon photorefractive crystals with both the linear and quadratic electro-optic effects was investigated. It was proved that coherently coupled dark-dark and bright-bright spatial optical soliton pairs can be supported in the steady regime under appropriate conditions. These soliton pairs owe their existence and properties to the co-effects of both the linear and quadratic electro-optic effects where photorefractive effect may be enhanced, weakened or even counteracted because of the interaction of these two electro-optic effects. Moreover, the effects of the externally applied electric field, the initially phase difference and the intensity ratio of the two coherent beams on the existence conditions, properties of these spatial soliton pairs and self-deflection of coherently coupled bright-bright soliton pairs were discussed in detail, which lays the theoretic foundation for practical application of coherently coupled spatial soliton pairs.%研究了线性和二次电光效应共存的双光子光折变介质中沿同一直线传播的两空间光孤子间的相干耦合现象，从理论上证实了在适当的条件下相干耦合的亮-亮和暗-暗孤子对的存在。结果表明，这些相干耦合孤子对的形成、性质和传输规律依赖于介质内线性和二次电光效应间的相互作用(即相互增强、减弱甚至抵消)。详细分析了两相干入射光的初始相位差、强度比和外加电场等三个方面对相干耦合孤子对宽度及亮-亮孤子对的自转向过程的影响，为相干耦合孤子对在实际中的应用奠定理论基础。

摘要： In this paper, we systematically study the (1+1)-dimensional spatial optical solitons in nematic liquid crystals with negative dielectric anisotropy. Firstly, with the perturbation method, we obtain a (1+1)-dimensional soliton solution in the second approximation.Numerical simulations confirm the analytical soliton solution in the strongly nonlocal case, the critical power of a strongly nonlocal solition is directly proportional to w2m/w3, where wm is a characteristic length of the material response, and w is the soliton width. Secondly, the soliton solutions in nematic liquid crystal with negative dielectric anisotropy are obtained by numerical computation. It is found that the bright solitons exist only when the degree of nonlocality is above a critical value. The analytical solutions in the second approximation accord with the numerical ones very well even under the general degree of nonlocality. Finally, to investigate the stability, we conduct the linear stability analysis, and find that all the solitons are stable, which is also confirmed by the numerical simulations.

摘要： 对于孤子领域的探索与研究可以使我们扩展对基本物理现象和原理的理解,世界上不少物理学家和数学家对之很感兴趣,直到20世纪70年代,由于光纤通讯的发展,光孤子的研究与探索才引起了人们的普遍关注,其理论及其应用均取得了很大的进展,在光通信、光子信息处理、全光网络等方面有着不可估量的广泛的应用前景.

摘要： 综述了近些年来光束在非局域非线性介质中相互作用的研究进展。研究发现功率、孤子间距、孤子束宽、非局域程度、相位、外置偏压等因素对孤子的相互作用均会产生影响，最后提出一些不足之处与研究展望，可为实现光路由、全光开关以及光逻辑门等提供可行性的参考。

摘要： 主要研究空间光孤子在非线性克尔介质的线性折射率受到双势垒调制时的传播行为。采用数值模拟的方法,讨论了在两种不同类型对称双势垒的作用下,单孤子和双孤子的空间传播行为。数值模拟结果显示,在双势垒的作用下,单孤子能表现出摆动、遂穿和导向行为,双孤子能表现出导向行为。因此,通过合理设计诸如调制深度、垒间距、单垒的宽度等双势垒参数以及初始中心偏移和入射角度等入射光束参数,可以实现孤子的捕获和控制。

摘要： 基于光致折变介质中光子晶格作用下光孤子的基本理论模型,采用分部傅里叶算法,研究了二维光子晶格调控下空间孤子的形成及其传输特性。结果表明,在厄米特-高斯光子晶格中,晶格阶数、调制强度、深度显著地影响了空间孤子的形状及其稳定性。结果对空间孤子实验研究具有重要的指导意义。

摘要： 本文在介绍截面形状为矩形的铅玻璃样品的实验观测基础上,根据热传导方程和傍轴非线性波动方程从理论上分析了光束傍轴偏心入射时,边界对空问光光孤子的振荡轨迹和周期的影响.

摘要： 推导了当频谱具有一定宽度时，部分相干空间光孤子在对数型折射率介质中的传输方程,提出了多色部分相干空间光孤子的概念。分别研究了准单色部分相干空间光孤子的演化特性和多色部分相干空间光孤子的演化特性。研究表明不论是准单色还是多色的部分相干空间光孤子在传输过程中都不是严格稳定的，并且多色光孤子的稳定性受到频率的影响。进一步的研究表明多色光孤子的频谱在近场和远场的分布是极其不一样的，同时光孤子的相干性与频率也是密切相关，并且在传输过程中发生周期性的变化。

摘要： 本文考虑在横向具有正弦形周期折射率调制的非线性平面光波导,它构成一个平行的多信道系统.通过数值方法直接求解非线性薛定格方程以及变分法近似求出了束缚于一个“凹槽”中的单个空间光孤子解,这种光孤子的存在没有阈值范围,且总是稳定传输的.

摘要： 孤子是一种普遍存在于物理系统中的非线性现象.它是线性与非线性相平衡的结果.空间光孤子代表在非线性介质中以空间分布不变而传输的窄光束,它是由衍射效应和非线性导致的相位调制相平衡的结果.近年来,对非局域非线性空间光孤子的研究越来越引起关注,其中关于孤子相互作用的研究已经拓展到竞争型非局域非线性介质中.本文主要研究了非局域非线性介质中暗孤子的相互作用.自聚焦增强了相互作用斥力,而自散焦加强了相互作用的引力.

摘要： 研究了串联光折变晶体回路中空间孤子的属性问题.在暗-暗孤子对中,可以存在屏蔽和屏蔽光伏暗孤子;在明-明孤子对中,只能形成光伏明孤子;在明-暗孤子对中,可以存在的屏蔽光伏和光伏明孤子以及屏蔽光伏暗孤子.

摘要： 研究了串联光折变晶体回路中空间孤子的属性问题.在暗-暗孤子对中,可以存在屏蔽和屏蔽光伏暗孤子;在明-明孤子对中,只能形成光伏明孤子;在明-暗孤子对中,可以存在的屏蔽光伏和光伏明孤子以及屏蔽光伏暗孤子.

摘要： 研究了串联光折变晶体回路中空间孤子的属性问题.在暗-暗孤子对中,可以存在屏蔽和屏蔽光伏暗孤子;在明-明孤子对中,只能形成光伏明孤子;在明-暗孤子对中,可以存在的屏蔽光伏和光伏明孤子以及屏蔽光伏暗孤子.

摘要： 研究了串联光折变晶体回路中空间孤子的属性问题.在暗-暗孤子对中,可以存在屏蔽和屏蔽光伏暗孤子;在明-明孤子对中,只能形成光伏明孤子;在明-暗孤子对中,可以存在的屏蔽光伏和光伏明孤子以及屏蔽光伏暗孤子.

摘要： 研究了分压电阻对高斯光束在加偏压的光伏光折变晶体中演化特性的影响.结果表明,通过调节分压电阻来改变外电场强度,可以使在晶体中传播不稳定的高斯光束演化趋于稳定的亮孤子波.

摘要： 研究了分压电阻对高斯光束在加偏压的光伏光折变晶体中演化特性的影响.结果表明,通过调节分压电阻来改变外电场强度,可以使在晶体中传播不稳定的高斯光束演化趋于稳定的亮孤子波.

摘要： 研究了分压电阻对高斯光束在加偏压的光伏光折变晶体中演化特性的影响.结果表明,通过调节分压电阻来改变外电场强度,可以使在晶体中传播不稳定的高斯光束演化趋于稳定的亮孤子波.

摘要： 拉曼放大作用下的高速光孤子传输系统及孤子光谱的计算方法。采用后向泵浦拉曼放大技术构建了高速光孤子传输系统，修正了孤子传输方程，给出了孤子光谱的计算方法。本发明构建的高速孤子脉冲传输系统性能好、结构简单、价格便宜和易于实用，克服了现有的光脉冲传输系统的不足，相应计算方法更是为脉冲传输系统优化及该领域的深入研究提供了有力支持。该系统和计算方法可应用于高速脉冲传输和高速通信领域。摘要附图1是本发明的拉曼放大作用下的高速光孤子脉冲传输系统示意图。图中1.高速光脉冲(10GHz)，2.掺铒光纤放大器，3.光纤，4.拉曼激光器，5.偏振控制器，6.合波器，7.测量仪器或输出端口。

摘要： 本发明提供一种光孤子脉冲串的全光放大方法，属光学技术领域，以解决目前放大光孤子脉冲串的方式受放大器的限制而存在一定局限性的问题。本发明利用平面波泵浦与频谱过滤器相结合的方法，能够实现光孤子脉冲串的直接放大。此放大方法表示的放大过程与光孤子脉冲的宽度、中心波长、光纤掺杂浓度等因素无关，可适用于高阶模型、不同模式的光纤系统，特别是对于超短光孤子脉冲串，能够实现直接放大。本发明的放大方法因不受放大器的参数等因素制约，因而放大方式相对灵活。

摘要： 本发明涉及一种基于薛定谔方程任意

摘要： 拉曼放大作用下的高速光孤子传输系统及孤子光谱的计算方法。采用后向泵浦拉曼放大技术构建了高速光孤子传输系统，修正了孤子传输方程，给出了孤子光谱的计算方法。本发明构建的高速孤子脉冲传输系统性能好、结构简单、价格便宜和易于实用，克服了现有的光脉冲传输系统的不足，相应计算方法更是为脉冲传输系统优化及该领域的深入研究提供了有力支持。该系统和计算方法可应用于高速脉冲传输和高速通信领域。

摘要： 本发明提供一种基于微腔光孤子提取相干本振光的压缩态探测方法及装置，包括：激光分成两部分，一部分进入微腔产生光孤子，另一部分用于制备待测量子压缩态；从所述光孤子提取相干本振光，对所述相干本振光进行处理；处理后的相干本振光与所述待测量子压缩态同时接入分光器、平衡零差探测器和频谱分析仪。本发明采用的相干本振光产生方式源自光孤子产生，调试技术成熟，光孤子光谱中各个频率成分相干性好，噪声低，频率间隔一致性好，提供了不同于现有技术的相干本振光的产生方法。

摘要： 本发明提供一种光孤子脉冲串的全光放大方法，属光学技术领域，以解决目前放大光孤子脉冲串的方式受放大器的限制而存在一定局限性的问题。本发明利用平面波泵浦与频谱过滤器相结合的方法，能够实现光孤子脉冲串的直接放大。此放大方法表示的放大过程与光孤子脉冲的宽度、中心波长、光纤掺杂浓度等因素无关，可适用于高阶模型、不同模式的光纤系统，特别是对于超短光孤子脉冲串，能够实现直接放大。本发明的放大方法因不受放大器的参数等因素制约，因而放大方式相对灵活。

摘要： 针对微波光子学、天文光谱测量及并行光纤通信系统对高频率间隔光频梳源的需求，特别是可实现片上集成的光频梳源的需求，本发明提供了一种基于微环谐振腔的光孤子晶体光频梳产生系统与方法，系统包括通过单模光纤依次连接的泵浦激光器、光学放大器、偏振控制器和光频梳发生器和温度控制器；泵浦激光器输出波长与所需产生的光频梳波长一致，光学放大器工作波长与泵浦激光器输出波长一致；偏振控制器为能承受泵浦光信号功率的偏振控制器；光频梳发生器包括封装壳体、微环谐振腔和温度调节器；微环谐振腔和温度调节器封装在封装壳体内，微环谐振腔的工作温度通过设置在封装壳体外与温度调节器相连的温度控制器控制。本发明成本低，可靠性高，体积小。

摘要： 针对微波光子学、天文光谱测量及并行光纤通信系统对高频率间隔光频梳源的需求，特别是可实现片上集成的光频梳源的需求，本实用新型提供了一种基于微环谐振腔的光孤子晶体光频梳产生系统，包括通过单模光纤依次连接的泵浦激光器、光学放大器、偏振控制器和光频梳发生器和温度控制器；泵浦激光器输出波长与所需产生的光频梳波长一致，光学放大器工作波长与泵浦激光器输出波长一致；偏振控制器为能承受泵浦光信号功率的偏振控制器；光频梳发生器包括封装壳体、微环谐振腔和温度调节器；微环谐振腔和温度调节器被封装在封装壳体内，微环谐振腔的工作温度通过设置在封装壳体外的与所述温度调节器相连的温度控制器控制。本实用新型成本低，可靠性高，体积小。

摘要： 本发明公开了一种光折变空间光孤子的产生方法、装置及其应用，该方法是以532nm信号光聚焦入射沿光轴方向施加电场的光折变晶体SBN75，同时加入与所述信号光同源的非相干背景光。所述信号光与所述背景光的功率比值保持在1：30～1:100范围内，所述信号光功率为4～30μW。所述电场为与光轴方向相反的反向电场，电压为300～500V。光折变空间光孤子产生装置包括光折变晶体SBN75、提供入射光折变晶体的同源信号光和背景光的光源以及向所述光折变晶体沿光轴方向施加极性可变电场的电极板。本发明采用了电场极性控制光孤子产生来实现光路转换，在光控制和光通信方面具有很好地应用前景。

摘要： 本发明公开了一种光折变空间光孤子的产生方法、装置及其应用，该方法是以532nm信号光聚焦入射沿光轴方向施加电场的光折变晶体SBN75，同时加入与所述信号光同源的非相干背景光。所述信号光与所述背景光的功率比值保持在1：30～1:100范围内，所述信号光功率为4～30μW。所述电场为与光轴方向相反的反向电场，电压为300～500V。光折变空间光孤子产生装置包括光折变晶体SBN75、提供入射光折变晶体的同源信号光和背景光的光源以及向所述光折变晶体沿光轴方向施加极性可变电场的电极板。本发明采用了电场极性控制光孤子产生来实现光路转换，在光控制和光通信方面具有很好地应用前景。