竞争非局域介质中空间光孤子传输特性研究

发布时间：2021-09-08 18:20

　　空间光孤子是衍射与非线性效应达到平衡引起的在传输过程中波形不变的光束,因其具有低功率、类似粒子的弹性碰撞等特性,在光信息处理和光连接领域具有潜在应用。和局域孤子相比,竞争非局域非线性空间光孤子因其众多新奇的特点,已经成为近年来孤子研究领域的一个新的研究热点。迄今,研究竞争非局域孤子理论时几乎都采用理想的唯像模型。本文根据向列相液晶的分子取向效应和热效应选取模型,利用变分法分析了竞争非局域介质中基态孤子特性,利用数值方法得到了竞争非局域介质中孤子传输特性,主要内容如下:第一章,我们介绍了孤子的由来、基本概念、特性等,着重介绍了非局域孤子﹑非局域介质中孤子的实验以及竞争非局域空间孤子的相关研究等等。第二章,从Maxwell方程组出发推导出了光束在强非局域非线性介质中所满足的非局域非线性薛定谔方程（NNLS方程）,推导出光在向列相液晶中传输方程。并简要介绍了非线性薛定谔方程常用的几种数值算法,包括平方算子迭代法﹑改进后的平方算子迭代法等。第三章,基于光在向列相液晶中的传输模型,利用变分法得到了基态孤子各参数之间的关系,发现光束宽度随传输常数单调递减,光束功率随传输常数单调递增。传输常数固定时... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

孤立波的发现Fig.1-1FindoftheSolitons

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文维空间光孤子[14]。念的提出要起源至 20 世纪 70 年代，1965 年err 介质中亮孤子无法稳定传输[14]，在该介质衍射的发散作用不能够克服自聚焦的会聚作，光场中心的折射率则会增加，进而又导致如此往复形成了一个恶性循环，最终全部的所谓的灾难性塌陷[15]。

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文仅与该点的光强有关[20]，还与该点附近区域内的所有光强有关，从物，介质的非局域响应是由于介质内对光场响应的基本单元 (电子﹑分等) 是空间相关的，非线性非局域响应是物理学中一个普遍现象，当在某种扩散效应，如热效应﹑原子弹道输运﹑原子扩散﹑载流子漂移局域效应则会更加明显。在非局域材料中当衍射引起的展宽效应与自抵消时光束传输过程中形状保持不变即形成非局域中光孤子。自 199ll 和 Snyder 在强非局域条件下将孤子传输简化为线性谐振子模型（S以来，非局域孤子成为国内外的一个新研究热点[22]。相比局域孤子，非局域孤子有许多独特的性质：低功率光束即可以形成孤子；存在稳孤子；存在多种复杂结构的孤子，如涡旋孤子、多极孤子、厄米特高椭圆孤子、时空孤子、拉盖尔高斯孤等[5]；存在反位相非局域亮孤子间存在相互吸引力等等[23]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Stability of elliptic vortex solitons in anisotropic nonlocal media[J]. 葛丽娟,申明,臧涛成,戴璐.  Chinese Optics Letters. 2014(12)
[2]强非局域介质中多个空间孤子的相互作用[J]. 任标,郭旗,兰胜,杨湘波.  光学学报. 2007(09)

博士论文
[1]空间光孤子在非局域介质中的传输与控制[D]. 杜艳伟.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3391264