空间孤子

摘要： 采用自相似方法,时空调制的光子晶格广义变系数的非线性薛定谔方程化简为常系数方程,将相关的表达式代入原方程,得到了不同传播形式的精确孤子解,并详细讨论了周期性分布的亮、暗呼吸子的传输性质.

摘要： In order to study propagation properties of Hermite-Gaussian beams in photorefractive saturable nonlinear media,finite difference method was used to solve the evolution equation of light wave numerically and analyze the propagation properties of Hermite-Gaussian beams theoretically.The results show that,under suitable nonlinear conditions,1-D Hermite-Gaussian beams of 1-order,2-order and 3-order can form the solitons in respiratory mode during the propagation in photorefractive nonlinear media.With the increase of nonlinearity,the separation tendency among light field components of Hermite-Gaussian beams would become weaker.At the same time,the amplitude fluctuation effect of each light field component would be more obvious.The changes of incident position and incident angle of Hermite-Ganssian beams have no influence on its propagation characteristics.The transmission characteristics of 2-D Hermite-Gaussian beams are similar to those of 1-D.These properties of Hermite-Gaussian beams have certain application prospects in the field of optical switching.%为了研究厄米-高斯光束在光折变饱和非线性介质中的传输特性,采用有限差分方法数值求解了光波演化方程,理论分析了厄米-高斯光束的传输特性.结果表明,1维1阶、2阶和3阶厄米-高斯光束在光折变非线性介质中传输时,在合适的非线性条件下,均可以形成呼吸模式的孤子;随着非线性的加大,厄米-高斯光束的光场分量之间的相互分离趋势将逐渐变弱,同时,每个光场分量的振幅起伏效应会更加明显;改变厄米-高斯光束的入射位置、入射角度对其传输特性没有影响;2维厄米-高斯光束的传输特性和1维情况是类似的.厄米-高斯光束的这些特性在光开关领域有一定的应用前景.

摘要： Nonlocal spatial solitons have potential applications in all-optical signal processing and optical interconnects due to their low power and particle-like nature on interactions .In order to obtain the effective method to beam steering , the propagation of bright solitons and soliton pairs from the nonlocal medium to the nonlocal medium with competing nonlinearities is investigated by the numerical simulations .When propagate from nonlocal medium to the nonlocal medium with competing nonlinearities , the nonlocal bright solitons will propagate in the form of breather , the nonlocal dipole solitons will split into two individual solitons , however , the propagation of the nonlocal oscillating bound state which is composed by two out-of-phase solitons depends on the position of the interface ( nonlocal medium and nonlocal media with competing nonlinearities interface ).When the position of the interface is choose at the node ( the minimum distance of the soliton pairs ) , the nonlocal oscillating bound state will split into two individual solitons , otherwise , and the oscillating bound state will propagate in the form of bound state.These results introduce a new way to beam propagation and steering .%非局域空间孤子具有低功率、类似粒子的弹性碰撞特性,因此在光信息处理和光连接领域具有潜在应用.为了获得光束传输的有效控制方法,数值计算了亮孤子及亮孤子对由非局域介质进入竞争非局域介质后的传输行为.发现,非局域亮孤子进入竞争非局域介质后以呼吸子的形式传输.非局域偶极孤子进入竞争非局域介质后分裂成两个独立传输的亮孤子.反位相非局域亮孤子组成的震荡束缚态进入竞争非局域介质后的传输行为与界面(非局域介质与竞争非局域介质的交界)位置有关.当界面选到节点(非局域孤子间距离取最小值的点)附近时,震荡束缚态分裂成两个独立的孤子;界面选到其它位置时,震荡束缚态以准束缚态形式传输.该发现为光的传输与控制提供了新的方法.

摘要： 本文理论研究了自散焦LiNbO3晶体中非相干亮光伏孤子的形成机理及其动态演化特性。研究发现,通过加载背景光的方法能够实现LiNbO3晶体由自散焦向自聚焦的转换并形成亮空间孤子。以LiNbO3晶体为例,给出了折射率空间分布与光伏常数比K 之间的关系,给出了亮光伏孤子的存在曲线。进一步采用相干密度法理论分析了非相干亮光伏孤子在LiNbO3晶体中的传输特性,并利用分步傅里叶算法数值模拟了K 值对孤子形成的影响。此外,非相干亮光伏孤子的形成还受强度比值 r T 和光源角功率谱宽度θ0 的影响。通过加载背景光的方法可以实现无偏压条件下亮暗孤子的切换,这对基于孤子的全光器件研究提供可靠性参考。

摘要： In order to study the temporal behavior of screening gray spatial solitons in biased one-photon centrosymmetric and non-centrosymmetric photorefractive crystals, the expressions of time-dependent space-charge field and dynamical evolution equation were deduced based on one-photon centrosymmetric and non-centrosymmetric photorefractive effect.The temporal behavior of the intensity profiles and the intensity full width at half maximum (FWHM) of gray solitons were studied by numerical method.The results indicate that, when the ratio between the soliton peak intensity and dark irradiance is larger, the FWHM of solitons first decreases to a minimum and then increases to a constant value; when the ratio between the soliton peak intensity and dark irradiance is smaller, the FWHM of gray solitons decreases monotonously with the increase of time toward steady state.Dynamical evolutions of the grey spatial solitons are simulated numerically at different time.Centrosymmetric and non-centrosymmetric gray solitons have the similar temporal properties.%为了得到中心对称和非中心对称外加电场单光子光折变晶体中空间屏蔽灰孤子时间特性的结果,基于中心对称和非中心对称单光子光折变效应的基本理论,推导出了含时间参量的空间电荷场和光波的动态演化方程,采用数值方法,分别研究了基于中心对称和非中心对称单光子光折变晶体中灰孤子强度包络和强度半峰全宽的时间特性.结果表明:当孤子的峰值强度与暗辐射的比值较大时,孤子的半峰全宽先是随时间递减到一个最小值,然后逐渐增加到一个稳定的常数值.当孤子的峰值强度与暗辐射的比值较小时,孤子的半峰全宽随时间的增加而单调减小,最终达到一稳定状态.对不同时刻灰孤子的动态演化特性进行了研究,中心对称和非中心对称空间灰孤子有类似的时间演化特性.

摘要： 利用F-展开法求解一个变系数的（3＋1）维非线性薛定谔方程，我们得到一个精确的明、暗孤子的解析解，这些孤子构成了一类空间孤子簇。

摘要： 利用F一展开法求解一个变系数的(3+1)雏非线性薛定谔方程,我们得到一个精确的明、暗孤子的解析解,这些孤子构成了一类空间孤子簇.

摘要： 为了得到分压电阻和e偏振非相干均匀背景光对屏蔽光伏孤子影响的结果,建立了有分压电阻和e偏振非相干均匀背景光辐照下光伏光折变晶体中的空间孤子的理论.数值分析了分压电阻和e偏振非相干均匀背景光对孤子半峰全宽的影响.结果表明,亮、暗和灰孤子的半峰全宽随分压系数增大(分压电阻减小)而减小;当e偏振背景光与暗辐射强度的比值不太大时,背景光对孤子的影响可忽略不计;当背景光与暗辐射强度比值过大时,孤子的半峰全宽随背景光的增加而增大;当分压电阻、e偏振背景光、晶体外加电场和晶体的光伏场取不同值时,不同的条件下的单光子光折变空间孤子都可得到.%In order to obtain a divider resistance and e-polarized incoherent uniform background irradiation effect on the screening-photovoltaic spatial solitons, a universal spatial soliton theory in photovoltaic photorefractive crystals illuminated by e-polarized incoherent uniform background irradiation with a divider resistance was put forward. The effect of a divider resistance and e-polarized incoherent uniform background irradiation on the full width of half maximum (FWHM) of solitons were simulated. The numerical results show that the FWHM of the solitons decreases with increasing of divider coefficient. The background irradiation has a paltry influence on the solitons when the ratio of the intensity of the e-polarized background irradiation to dark irradiance is small. The FWHM of solitons increases with increasing of the intensity of background irradiation when the ratio is bigger. All kinds of the spatial soliton can be obtained from this theory by adjusting the value of the divider resistance, e-polarized background irradiation, the biased electric field and photovoltaic electric field.

摘要： 为了得到o偏振光对光折变屏蔽光伏空间孤子影响的结果,基于单光子光折变效应理论模型,建立了有分压电阻和o偏振均匀背景光辐照的光伏光折变晶体中的屏蔽光伏空间孤子理论.结果表明,当外加电场和光伏场的取值使晶体中形成暗孤子时,仅改变o背景光与孤子光的有效glass系数之比即可在晶体中获得明孤子;孤子的强度半峰全宽随o背景光强度与暗辐射强度比值的增大而增大,随o背景光与孤子光电离截面的比值的增大而增大.这从理论上为实现光折变晶体中暗孤子到明孤子的转换提供了一种全新的思路.%In order to study effect of the o-polarized irradiation on the screening-photovoltaic spatial solitons, the theory of screening-photovoltaic spatial solitons was established based on the one-photon photorefractive effect. The optical circuit includes a divider resistance and an o-polarized uniform background beam. The numerical results show that the dark solitons can be obtained for the proper values of biased field and photovoltaic field and the bright solitons can also be obtained by only changing the value of effective glass coefficient between o-background beam and soli ton beam while the other parameters remain unchanged. The intensity full width at half maximum ( FWHM) of solitons increases with the increase of the ratio of the o-background beam intensity to the dark-irradiation intensity. Similarly, the FWHM of solitons will also increase with the ratio of cross section of the o-background beam to that of the soliton beam. The paper gives a new scheme of the transformation of a dark soliton into a Bright soliton in photorefractive crystal.

摘要： 为了得到中心对称双光子光折变晶体中低振幅灰空间孤子时间特性的结果,基于中心对称光折变晶体中双光子光折变效应的理论模型,推导出了含时间参量的空间电荷场和光波动态演化方程.采用数值方法,得到了低振幅灰孤子强度包络和强度半峰全宽的时间演化特性.结果表明:初始阶段形成宽度较宽的孤子,其宽度随时间单调递减到一个最小值直至稳态孤子的形成;在相同的演化时间内,孤子半峰全宽随着孤子峰值强度与暗辐射比值的增大而变小.研究了不同时间下低振幅灰孤子动态演化特性.

摘要： 本文对非傍轴空间孤子及其相互作用进行了研究。光学空间孤子在光开关、全光互连以及全光逻辑光路等方面有巨大的潜在应用，近年来受到了人们的广泛关注。一般地，光学空间孤子理论均采用非线性薛定愕方程，这一方程是从麦克斯韦方程出发，使用慢变振幅近似及傍轴近似的条件后推导得到，这就要求光束的宽度必须远远大于光波波长。然而，在克尔介质中，这一方程会使得光束经历较大的非饱和自聚焦效应，并使得光束自身的宽度变得非常窄。这样，傍轴近似将不再成立。那么，光束会一直聚焦下去吗?答案当然是否定的。这是因为光束聚宽度越窄时其衍射效应和非傍轴效应就越明显，从而抑制了光束进一步发生自聚焦，最后，当自聚焦效应和衍射效应相平衡时，就形成了非傍轴光学空间孤子。

摘要： 本文证明通常情况下在有线性吸收的介质中不存在严格的孤子解.对于形成孤子时需要背景光的情况,通过选择适当的背景光波长偏振和入射角度(相对于晶体的主轴),可以在有线性吸收的介质中形成空间孤子.这时,孤子在传播过程中保持宽度和波前不变,但是振幅随着传播距离衰减.提供了一种应用的可能设计.

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： 本发明公开了一种使用微光纤结型谐振器的标量孤子雨激光器及标量孤子雨产生方法。本发明属于激光与物质相互作用领域，尤其涉及一种基于掺铒光纤激光器和微光纤结型谐振器的标量孤子雨装置。所述激光器包括泵浦源，波分复用器，掺铒光纤，偏振控制器，光纤耦合器，若干单模光纤，非线性光纤，微光纤结型谐振器，偏振无关隔离器，偏振分束器；所述方法步骤为通过调节泵浦源，偏振控制器，实现方波类噪声以及标量孤子雨，通过偏振控制器联合偏振分束器将标量孤子雨分离。本发明全光纤化、结构紧凑、调节自由度大，可广泛应用于激光传感、环境检测等领域。

摘要： 本发明公开了一种孤子间距和孤子个数可控的孤子分子激光器，包括泵浦源、波分复用耦合器、掺镱增益光纤、输出耦合器、第一偏振控制器、单模光纤、起偏器、隔离器和第二偏振控制器；泵浦源的输出端连接波分复用耦合器的输入端，波分复用耦合器、掺镱增益光纤、输出耦合器、第一偏振控制器、单模光纤、起偏器、隔离器和第二偏振控制器依次连接形成光纤环形腔。同时也公开了相应的方法。本发明实现了孤子间距和孤子个数可控的孤子分子光脉冲输出，为孤子分子应用提供了基础。

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： 本发明涉及一种基于薛定谔方程任意

摘要： 本发明公开了一种可同时产生孤子雨和孤子束的全光纤锁模激光器，包括980nm泵浦源（1），所述泵浦光源（1）后顺次闭环连接有980/1550nm波分复用器（2）、掺铒光纤（3）、光隔离器（4）、在线偏振控制器（5）、输出光耦合器件（6）、单壁碳纳米管可饱和吸收锁模器件（7）和单模光纤（8）。本发明通过在腔内的单壁碳纳米管可饱和吸收体充当锁模器件实现激光腔内被动锁模，通过在腔内加1km的单模光纤来增强腔内的非线性，这有利于孤子雨和孤子束的产生。该被动锁模全光纤激光器能够稳定输出孤子雨和孤子束脉冲。

摘要： 本发明公开了一种使用微光纤结型谐振器的标量孤子雨激光器及标量孤子雨产生方法。本发明属于激光与物质相互作用领域，尤其涉及一种基于掺铒光纤激光器和微光纤结型谐振器的标量孤子雨装置。所述激光器包括泵浦源，波分复用器，掺铒光纤，偏振控制器，光纤耦合器，若干单模光纤，非线性光纤，微光纤结型谐振器，偏振无关隔离器，偏振分束器；所述方法步骤为通过调节泵浦源，偏振控制器，实现方波类噪声以及标量孤子雨，通过偏振控制器联合偏振分束器将标量孤子雨分离。本发明全光纤化、结构紧凑、调节自由度大，可广泛应用于激光传感、环境检测等领域。

摘要： 本发明公开了一种基于腔内泵浦方式产生时域腔孤子和孤子频率梳的方法，属于光学频率梳技术领域。本发明采用腔内泵浦克尔非线性光学腔的方式，通过在腔内引入布里渊增益，利用产生的布里渊激光作为腔内泵浦光，相干驱动激光腔自发产生时域腔孤子，同时腔内泵浦光通过级联四波混频效应产生孤子频率梳。在此基础上，通过改变多波长激光源的频率间隔，获得重复频率可调谐的腔孤子脉冲和孤子频率梳。

摘要： 本发明提出了一种可切换的耗散孤子和传统孤子锁模光纤激光系统，该系统包括泵浦源和依次形成光回路的光纤集成器件、增益光纤、锁模器件、偏振控制器和保偏光纤；光纤集成器件能够同时实现将泵浦光耦合入增益光纤，确保信号光单向传输以及输出光脉冲；光纤集成器件有四个端口a、b、c和d，经泵浦源输出的泵浦光由光纤集成器件a端口进入，然后经由光纤集成器件b端口后耦合入增益光纤，信号光依次经过锁模器件和保偏光纤传输到光纤集成器件c端口，最后经由d端口输出；偏振控制器夹在增益光纤和锁模器件之间的单模光纤上；本发明解决了现有锁模光纤激光器中难以输出两种不同类型超短脉冲的问题。

摘要： 本实用新型公开了一种孤子间距和孤子个数可控的孤子分子激光器，包括泵浦源、波分复用耦合器、掺镱增益光纤、输出耦合器、第一偏振控制器、单模光纤、起偏器、隔离器和第二偏振控制器；泵浦源的输出端连接波分复用耦合器的输入端，波分复用耦合器、掺镱增益光纤、输出耦合器、第一偏振控制器、单模光纤、起偏器、隔离器和第二偏振控制器依次连接形成光纤环形腔。本实用新型实现了孤子间距和孤子个数可控的孤子分子光脉冲输出，为孤子分子应用提供了基础。