正弦振荡型响应非局域介质中的空间光孤子

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chubiao5201314
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1997年Snyder和Mitchell在《Science》杂志上发表了题为《Accessible Soli-tons》的文章,自此揭开了系统研究非局域空间光孤子的序幕。空间非局域性指的是介质中某点对光场的响应不仅仅是与该点的光强有关,而是由响应介质区域内的光场共同决定的。根据光束束宽(w)与介质非线性响应特征宽度(wm)的相对尺度大小,可以将非局域分为:局域、弱非局域、一般非局域和强非局域四种情形。空间非局域性是许多非线性材料如液晶、铅玻璃等的一种内在特性。本文对正弦振荡型响应非局域介质中的(1+1)维空间光孤子进行了系统性的研究,主要内容包括:一、利用微扰法求得了正弦振荡型响应非局域模型的近似解析孤子解;二、用虚时间法迭代数值解的过程中,发现只有当非局域程度大于某一临界值时孤子才能存在,同时发现近似解析解即使在一般非局域程度下和数值解也吻合的比较好;三、为讨论孤子的稳定性,进行了线性稳定性分析,发现孤子均是稳定的,数值模拟孤子的传输进一步证实了线性稳定性分析的结果。  第一章,首先介绍孤子概念的由来;接下来回顾近几年来有关光孤子理论和实验的最新进展,重点介绍非局域空间光孤子;最后对研究光孤子问题的数学工具作一个简单的介绍。  第二章,对正弦振荡型响应非局域介质中的1+1维空间光孤子进行了系统性的研究。利用微扰法求得了近似解析孤子解,发现在强非局域条件下孤子的临界功率与介质的响应宽度的平方成正比,与光束束宽的三次方成反比;用虚时间法迭代数值解的过程中,发现只有当非局域程度大于某一临界值时孤子才能存在,同时发现近似解析解即使在一般非局域程度下和数值解也吻合的比较好。  第三章,为讨论孤子的稳定性,进行了线性稳定性分析,数值计算的结果表明孤子均是稳定的,而数值模拟光束的传输进一步证实了线性稳定性分析的结果。  第四章,总结和展望,指出本论文的研究意义及不足之处。
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