【摘 要】
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在全光开关、光逻辑、光子信息处理等方面的潜在应用价值以及广阔的发展前景,使得近年来光孤子吸引了众多的研究,时间光孤子可以提升光纤通信系统,空间光孤子可以实现全光开
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在全光开关、光逻辑、光子信息处理等方面的潜在应用价值以及广阔的发展前景,使得近年来光孤子吸引了众多的研究,时间光孤子可以提升光纤通信系统,空间光孤子可以实现全光开关和路由的选择。之前,人们对空间光孤子的研究集中在具有局域响应的非线性介质中。1997年,Snyder和Mitchell从空间非局域效应的概念出发,得到了多种非局域空间光孤子,从而开启了非局域非线性介质中空间光孤子研究的大门,人们在以后的研究中不断的发现在非局域介质中存在而在局域介质中不可能存在的多极孤子、椭圆孤子、环形孤子、涡旋孤子等等。
所谓非局域非线性是指介质中某点的非线性折射率不仅与该点的光强有关,还与该点周围的光强有关。正是这样一种特性,使得光孤子体现出了与局域情况下完全不同的新性质,例如在强非局域介质中,两个孤子总是相互吸引的,与它们之间的相对相位无关,这样可以实现对光束运动轨迹的远程控制。
本文从理论和实验上分别对空间暗孤子的特性进行了研究,共分为五章。第一章为绪论部分,简要介绍了非局域孤子的理论和实验研究进展情况。第二章和第三章是空间暗孤子的理论研究部分,运用牛顿迭代法求解非局域非线性薛定谔方程,得到了不同传播常数下的非局域空间暗孤子的数值解,发现在任何非局域程度以及任何传播常数条件下,都存在暗孤子的解,而且孤子的束宽与非局域程度存在一定的关系,运用线性稳定性分析的方法,探讨了空间暗孤子数值解的稳定性问题。第四章为空间暗孤子的实验观察以及实验与理论的对比,通过在染料溶液中观测到了空间暗孤子在非局域非线性介质中的形成。利用输入功率所引起的非线性效应强度的变化,分析了背景光波形对暗孤子的影响,数值模拟结果与实验结果相符合。第五章为总结部分,总结了研究生期间工作的成果以及不足之处,并展望了可能进行的进一步研究。
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