中心对称光折变介质中空间光孤子的相干耦合

摘要

光折变空间光孤子是指光束在光折变介质中传播时保持横向尺寸不变的一种非线性光学现象，是介质的光折变效应引起的会聚作用与光束的衍射发散作用相平衡的结果。光折变空间孤子具有光强阈值低、存储时间长和光束互控等特性，这使其在光集成、光互联及光学信息处理等方面都有很大的应用价值。本文主要对中心对称光折变介质中共轴传播的空间光孤子的相干耦合现象进行理论研究。
　　以描述光折变效应动力学过程的Kukhtarev方程为基础，推导出了中心对称光折变晶体中两束相干光沿同一条直线传播的光波演化方程。给出了中心对称光折变晶体中相干耦合亮—亮、暗—暗孤子对的数值求解过程，得到了形成相干耦合亮—亮、暗—暗孤子对的所需条件，并讨论了外加电场、相位差和强度比对相干耦合孤子对的影响。以中心对称光折变晶体钽铌酸钾锂（KLTN）为例，理论模拟得到了在不同的相位差和强度比下，相干耦合亮—亮、暗—暗孤子对的强度和宽度的变化曲线。
　　建立了在施有外加电场的情况下，中心对称光折变晶体中小振幅空间孤子相干耦合的演化方程，给出了相干耦合小振幅亮—亮、暗—暗孤子对的解析解和孤子宽度的显式表达式，得出了形成小振幅亮—亮、暗—暗孤子对的所需条件。以中心对称光折变晶体钽铌酸钾锂（KLTN）为例，数值模拟出在不同外加电场和相位差下，相干耦合小振幅孤子对在晶体中的能量演化曲线和孤子对宽度的变化曲线。
　　利用晶体的相对介电常数和暗辐射强度随温度的变化关系等式，给出了在考虑介质温度的影响下两束相干光在中心对称光折变晶体中沿同一直线传播的光波演化方程，得到了相干耦合亮—亮、暗—暗孤子对的数值解以及相干耦合小振幅亮—亮、暗—暗孤子对和孤子宽度的解析解。仍以钽铌酸钾锂（KLTN）晶体为例，模拟出了在不同晶体温度、相位差和外加电场的作用下，相干耦合孤子对以及小振幅空间孤子对的宽度和强度的变化曲线。

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第1章 绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.1.1课题背景

1.1.2研究目的和意义

1.2国内外的研究现状及分析

1.2.1非中心对称光折变晶体中空间光孤子的研究进展

1.2.2中心对称光折变晶体中空间光孤子的研究进展

1.2.3光折变空间孤子之间相互作用的研究进展

1.3本文的主要研究内容

第2章 中心对称光折变介质中空间光孤子的相干耦合理论

2.1空间光孤子的相干耦合方程

2.2相干耦合亮—亮孤子对的积分形式解

2.2.1相位差对相干耦合亮—亮孤子对的影响

2.2.2光强强度对相干耦合亮—亮孤子对的影响

2.3相干耦合暗—暗孤子对的积分形式解

2.3.1相位差对相干耦合暗—暗孤子对的影响

2.3.2光强强度对相干耦合暗—暗孤子对的影响

2.4本章小结

第3章 中心对称光折变介质中相干耦合小振幅空间孤子对

3.1相干耦合小振幅亮—亮孤子对的解析解

3.2相干耦合小振幅暗—暗孤子对的解析解

3.3本章总结

第4章 温度对中心对称光折变介质中相干耦合孤子对的影响

4.1相干耦合亮—亮孤子对的温度特性

4.2相干耦合暗—暗孤子对的温度特性

4.3相干耦合小振幅孤子对的温度特性

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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