耗散光子彈的碰撞特性及其在全光邏輯中的應(yīng)用.pdf

1、光纖孤立子通信是一種新興的通訊技術(shù),以非線性光學(xué)為理論基礎(chǔ),采用光孤子作為信息載體。光孤子在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)可以保持幅度和寬度不變,已逐漸被認(rèn)為是下一代超高速超大容量全光網(wǎng)絡(luò)的首選。此外,在全光開關(guān)與邏輯門、光信息存儲(chǔ)、激光冷卻以及光學(xué)粒子的捕獲等諸多領(lǐng)域光孤子也有著廣泛的應(yīng)用前景,因此近年來吸引了越來越多的研究者投入其中。隨著研究的迅速進(jìn)展,人們認(rèn)識(shí)到許多新型的光學(xué)器件工作時(shí)需要保持能量損耗和補(bǔ)充的平衡,這與經(jīng)典的哈密頓光孤子有很大不同,

2、因此經(jīng)典光孤子的理論有待改進(jìn)和補(bǔ)充,耗散光孤子的思想逐步形成。耗散光子彈是一種在時(shí)域和空間域都能夠保持局域的三維耗散時(shí)空光孤子。與一維和二維孤子相比,它不僅與實(shí)物粒子更為相似,而且其碰撞特性更適用于構(gòu)建大規(guī)模的數(shù)字光開關(guān)和光邏輯電路,這對(duì)于全光高速通信網(wǎng)絡(luò)和新一代光計(jì)算機(jī)有著重要的意義。本文中采用分裂步長(zhǎng)傅立葉法對(duì)兩個(gè)耗散光子彈的碰撞特性進(jìn)行了研究,結(jié)果主要包含以下三個(gè)方面:
　　第一,通過模擬兩個(gè)耗散光子彈之間的對(duì)心碰撞和非對(duì)心

3、碰撞,揭示了初始條件中的幾何關(guān)系對(duì)碰撞結(jié)果的影響。碰撞的結(jié)果展示了豐富的物理現(xiàn)象,不僅包括耗散光子彈的融合、分裂和準(zhǔn)彈性碰撞等基本特性,而且首次得到了碰撞產(chǎn)生兩個(gè)和三個(gè)雙光子彈的碰撞結(jié)果,這一特性為全光開關(guān)和邏輯門的設(shè)計(jì)打開了新的思路。
　　第二,研究了耗散系統(tǒng)中光子彈之間的能量交換,分析了初始條件中的相位關(guān)系對(duì)碰撞結(jié)果的影響。當(dāng)相位差非零時(shí),兩個(gè)耗散光子彈間的碰撞會(huì)導(dǎo)致了光子彈之間的能量交換,并造成光子彈速度的改變。發(fā)現(xiàn)在耗散系