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非宇称时间对称耦合器中的非局域孤子

物理学报 2023年第10期72卷 223-232页

作者：蒋宏帆林机胡贝贝张肖浙江师范大学物理系金华321004

研究了非宇称时间对称复数势下非线性耦合器中多类型非局域孤子的存在性和稳定性,发现基态孤子、偶极孤子、多极孤子分别从线性谱中不同的离散特征值分叉出来形成孤子族,其功率受非局域程度和传播常数的影响.在相变以下,各个类型孤子均... 详细信息

研究了非宇称时间对称复数势下非线性耦合器中多类型非局域孤子的存在性和稳定性,发现基态孤子、偶极孤子、多极孤子分别从线性谱中不同的离散特征值分叉出来形成孤子族,其功率受非局域程度和传播常数的影响.在相变以下,各个类型孤子均在相对较低功率区间是稳定的.随着非局域程度的增加,基态孤子族的稳定区域变小,其他孤子族的稳定区域则变大.在相变以上,基态孤子则在相对中功率区是稳定的,并且从第二大离散特征值分叉出的偶极孤子不存在稳定区域.孤子线性稳定性分析结果中的特征值总是以共轭对的形式出现.此外,还研究了耦合系数对孤子态的影响.

关键词：非宇称时间对称非局域非线性耦合器稳定性

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非PT对称耦合器中的非局域孤子

物理学报 2023年

作者：蒋宏帆林机胡贝贝张肖浙江师范大学物理系

我们研究了非PT对称复数势下非线性耦合器中多类型非局域孤子的存在性和稳定性,发现基态孤子、偶极孤子、多极孤子分别从线性谱中不同的离散特征值分叉出来形成孤子族,其功率受非局域程度和传播常数的影响.在相变以下,各个类型孤子均在... 详细信息

我们研究了非PT对称复数势下非线性耦合器中多类型非局域孤子的存在性和稳定性,发现基态孤子、偶极孤子、多极孤子分别从线性谱中不同的离散特征值分叉出来形成孤子族,其功率受非局域程度和传播常数的影响.在相变以下,各个类型孤子均在相对较低功率区间是稳定的.随着非局域程度的增加,基态孤子族的稳定区域变小,其他孤子族的稳定区域则变大.在相变以上,基态孤子则在相对中功率区是稳定的,并且从第二大离散特征值分叉出的偶极孤子不存在稳定区域.孤子线性稳定性分析结果中的特征值总是以共轭对的形式出现.此外,我们还研究了耦合系数对孤子态的影响.

关键词：非PT对称非局域非线性耦合器稳定性

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非局域暗孤子及其稳定性分析

物理学报 2013年第4期62卷 228-232页

作者：高星辉张承云唐冬郑晖陆大全胡巍广州大学电子信息工程系广州510006 华南师范大学光子信息技术广东省高校重点实验室广州510631

由于其在通信领域潜在的应用前景,非局域空间孤子一直是研究热点.但空间非局域暗孤子由于其边界的特殊性,对其特别是稳定性方面研究甚少.提出了非局域暗孤子稳定性分析理论,并对热非线性体介质中1+1维基态和二阶暗孤子的稳定性进行了数... 详细信息

由于其在通信领域潜在的应用前景,非局域空间孤子一直是研究热点.但空间非局域暗孤子由于其边界的特殊性,对其特别是稳定性方面研究甚少.提出了非局域暗孤子稳定性分析理论,并对热非线性体介质中1+1维基态和二阶暗孤子的稳定性进行了数值分析和研究,得到了稳定性图.从稳定性分析图可知:在热非线性体介质中,1+1维基态暗孤子在其存在区域总是稳定的,而1+1维二阶暗孤子是震荡不稳定的,其不稳定区域的宽度与传播常数以及介质的非局域程度有关.为了验证非局域暗孤子稳定性分析理论的正确性,对加噪声初始输入的传输进行数值模拟得到了传输图,传输图表明稳定性分析理论的正确性.

关键词：非局域稳定性暗孤子

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非局域表面暗孤子及其稳定性分析

物理学报 2014年第2期63卷 181-186页

作者：高星辉唐冬张承云郑晖陆大全胡巍广州大学机械与电气工程学院广州510006 华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室广州510631

非局域体介质中的暗孤子及表面亮孤子由于在光通信领域的潜在应用而受到极大关注,然而到目前为止却没有对非局域表面暗孤子的研究.在线性介质和非局域非线性介质的分界面上,数值模拟得到了1+1维非局域基态和二阶表面暗孤子,研究了它们... 详细信息

非局域体介质中的暗孤子及表面亮孤子由于在光通信领域的潜在应用而受到极大关注,然而到目前为止却没有对非局域表面暗孤子的研究.在线性介质和非局域非线性介质的分界面上,数值模拟得到了1+1维非局域基态和二阶表面暗孤子,研究了它们的波形与传播常数和介质非局域程度的关系,基于它们的稳定性分析进行了理论推导和数值模拟.稳定性分析结果表明:1+1维非局域基态表面暗孤子在其存在区域总是稳定的,而二阶表面暗孤子是区域不稳定的,其不稳定区域的宽度与传播常数以及介质的非局域程度有关系,且受传播常数的影响更大.加噪声的初始输入传输图验证了稳定性分析结果的正确性.

关键词：非局域表面暗孤子稳定性

PT对称非局域非线性耦合系统中复合波的研究

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PT对称非局域非线性耦合系统中复合波的研究

作者：陈静山西大学

学位级别：硕士

光束干涉图案化表面在光增透、光扩散、和光吸收等方面具有重要的应用。如何产生多样化和高精度的光学图案以及如何简单高效制备这些图案一直是微纳加工领域的关键问题。本文基于PT对称非局域非线性耦合系统中的复合波的干涉,从理论上... 详细信息

光束干涉图案化表面在光增透、光扩散、和光吸收等方面具有重要的应用。如何产生多样化和高精度的光学图案以及如何简单高效制备这些图案一直是微纳加工领域的关键问题。本文基于PT对称非局域非线性耦合系统中的复合波的干涉,从理论上研究了各种光束干涉图案的形成和调控。由于复合光束两个分量间的相互耦合会导致复杂和有趣的特性,本文得到了一系列丰富的干涉图案,该干涉图案可应用于光刻蚀、光学印刷和精细加工等,可以作为简单有效制备图案化表面的理论支撑。本文基于耦合的PT对称非局域非线性薛定谔模型,引入了一般的线性变换,构造了非局域非线性耦合系统的复合波解,基于这些复合波解,研究了非局域非线性耦合系统中艾里光束和高斯光束的干涉现象和多种非线性复合波,如亮-暗、亮-亮、暗-暗复合波,以及怪波-怪波和孤波-呼吸子等丰富的传输特性。本文的具体研究内容如下:1.基于耦合的PT对称非局域非线性系统,引入了一般的线性变换,在非线性效应平衡下将该耦合的非局域非线性系统解耦为两个线性衍射方程,利用傅立叶变换得到该线性方程的艾里解和高斯解,基于这些精确解和所引入的线性变换,研究了高斯光束串、相同或者相反啁啾的双高斯光束、相同或者相反自加速度的双艾里光束以及高斯光束与艾里光束之间的干涉现象。耦合的PT对称非局域系统中高斯光束和艾里光束丰富的干涉图样可以应用于光蚀刻或光学印刷。2.基于具有非局域交叉相位调制(n XPM)、非局域自相位调制(n SPM)、非局域四波混频(n FWM)的耦合的PT对称非局域非线性系统,引入一个可以进行幅度相位调制的线性变换,通过一系列复杂计算,在一定的约束条件下将该耦合系统解耦为两个PT对称非局域非线性薛定谔方程,利用该PT对称非局域非线性薛定谔方程的精确孤子解和引入的线性变换,研究了复合波解的幅-相调控特性以及复合亮-暗、亮-亮、暗-暗波的传输演化特性,这些亮暗孤子叠加而成的复合波很难在局域系统中实现,该研究结果为非局域系统当中亮、暗孤子的相互作用提供了理论依据。3.基于上一章得到的包含丰富的振幅调制和相位调制信息的线性变换和自诱导PT对称势的非局域非线性方程的呼吸波、怪波以及周期孤子等精确解,研究了怪波与怪波、暗孤子与Ma-呼吸子、亮暗孤子分别与周期孤子、呼吸晶格与呼吸晶格等叠加而成的复合波的丰富的演化图样。结果表明,这些特殊的复合波可以呈现多种演化图案,如三角形、矩形、正方形和六边形等图案。值得一提的是,由于线性变换参数的任意性和精确解的多样性,理论上非局域非线性耦合系统中可以存在无穷多的复合波解,这一研究丰富了非局域系统中光束的传输的理论。

关键词：非局域耦合 PT对称线性变换复合波

椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性

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物理学报 2005年第7期54卷 3183-3188页

作者：王形华郭旗华南师范大学传输光学实验室赣南师范学院物理与电子信息科学系赣州341000

研究了傍轴椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性,得到了其各参量的演化方程及其精确解析解.通过对束宽演化方程及其精确解析解的进一步分析,发现傍轴椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中传输时,两横向方向束宽作周期性变化.... 详细信息

研究了傍轴椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性,得到了其各参量的演化方程及其精确解析解.通过对束宽演化方程及其精确解析解的进一步分析,发现傍轴椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中传输时,两横向方向束宽作周期性变化.不管初始功率为多大,光束都将周期性的由椭圆高斯光束演化为圆对称高斯光束,再由圆对称高斯光束演化为椭圆高斯光束;并且在演化的过程中,椭圆的半长轴和半短轴会作周期性交替变化.另外,在一定初始功率下,傍轴椭圆高斯光束可以保持某一横向方向的束宽不变,得到光孤子.

关键词：椭圆高斯光束非线性介质传输特性非局域精确解析解演化方程周期性变化圆对称束宽半长轴光孤子功率短轴

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不同非局域程度条件下空间光孤子的传输特性

物理学报 2005年第8期54卷 3688-3693页

作者：曹觉能郭旗华南师范大学信息光电子科技学院广州510631

光束在非局域非线性介质中传输由非局域非线性薛定谔方程描述.讨论了在不同非局域程度条件下,空间光孤子的传输特性.提出了一个基于分步傅里叶算法数值求解孤子波形和分布的迭代算法.假定介质的非线性响应函数为高斯型,得出了在不同非... 详细信息

光束在非局域非线性介质中传输由非局域非线性薛定谔方程描述.讨论了在不同非局域程度条件下,空间光孤子的传输特性.提出了一个基于分步傅里叶算法数值求解孤子波形和分布的迭代算法.假定介质的非线性响应函数为高斯型,得出了在不同非局域程度条件下空间光孤子的数值解,并数值证明了它们的稳定性.结果表明,不论非局域程度如何,光束都能以光孤子态在介质中稳定传输.光孤子的波形是从强非局域时的高斯型过渡到局域时的双曲正割型,形成孤子的临界功率随非局域程度的减弱而减小,光孤子相位随距离线性增大,相位的变化率随非局域程度的减弱而减小.

关键词：空间光孤子非局域传输特性度条件非线性薛定谔方程非线性响应函数分步傅里叶算法非线性介质双曲正割型迭代算法数值求解稳定传输临界功率高斯型数值解稳定性孤子态变化率光束波形减小减弱相位距离

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非局域完美吸收薄膜的设计与仿真

激光与光电子学进展 2022年第21期59卷 248-253页

作者：刘建晓张丽杜晶晶刘啸岚孟令辉衡水学院物理与电子信息系河北衡水053000 衡水学院应用化学系河北衡水053000

时域有限差分(FDTD)方法在计算金属纳米结构的非局域特性时,往往需要更小的空间离散步长,当模型尺寸较大时会给计算带来困难。而描述金属非局域介电特性的流体力学模型由于纵向波矢的引入,给传输矩阵法(TMM)等半解析方法的运算造成不便... 详细信息

时域有限差分(FDTD)方法在计算金属纳米结构的非局域特性时,往往需要更小的空间离散步长,当模型尺寸较大时会给计算带来困难。而描述金属非局域介电特性的流体力学模型由于纵向波矢的引入,给传输矩阵法(TMM)等半解析方法的运算造成不便。因此,提出了一种结合FDTD与TMM求解纳米金属非局域薄膜吸收率的方法。采用FDTD方法获得金属的反射系数和透射系数,并反演得到非局域金属的等效介电常数。将等效介电常数及模型参数代入TMM中,计算出完整结构的电磁特性。结果表明,该方法能很好地解决FDTD离散网格过小造成的内存不足和TMM中纵向波矢带来的计算复杂问题,且能快速完成分层纳米结构反射率、透射率和吸收率的计算。

关键词：薄膜等效介电常数非局域金属纳米结构

线性吸收介质非局域线性电光效应的耦合波理论

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物理学报 2017年第6期66卷 107-116页

作者：吴丹丹佘卫龙中山大学光电子材料与技术国家重点实验室广州510275 华南理工大学物理教学实验中心广州510006

本文提出了线性吸收介质非局域线性电光效应的耦合波理论,建立了相应的耦合波方程组,并求解了该方程组.由此,可给出在任意方向外加电场的作用下,光在具有空间非局域响应的线性吸收介质中沿任意方向传播时出射光场的表达式.据此,研究了... 详细信息

本文提出了线性吸收介质非局域线性电光效应的耦合波理论,建立了相应的耦合波方程组,并求解了该方程组.由此,可给出在任意方向外加电场的作用下,光在具有空间非局域响应的线性吸收介质中沿任意方向传播时出射光场的表达式.据此,研究了线性吸收是如何改变出射光场的两个偏振分量的振幅、相位和波形的.进一步讨论了线性吸收对电光强度调制的影响,以及如何测量一阶线性和二阶非线性极化率非局域响应的特征长度和介质的线性吸收系数.

关键词：线性电光效应非局域线性吸收电光调制