非線性非局域光格子中的高階光學(xué)模式及其穩(wěn)定性.pdf

1、空間孤子在全光通訊、全光空間調(diào)制和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面有著巨大的應(yīng)用潛力，近些年來，引起廣大研究工作者的關(guān)注和研究?？臻g光孤子因其獨(dú)特的物理屬性成為未來全光通信重要途徑之一。本文在對(duì)光孤子背景了解的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹空間孤子的相關(guān)內(nèi)容，主要研究在非線性非局域克爾介質(zhì)以及嵌有光學(xué)格子的非線性介質(zhì)中空間光孤子的光學(xué)模式和傳輸特性，并用線性穩(wěn)定性分析方法分析它們的穩(wěn)定性。這些結(jié)果為未來的全光通信提供重要的理論依據(jù)。
　　本文主要內(nèi)容有三個(gè)方面，

2、分別是:
　　1.首先通過Maxwell方程組導(dǎo)出非線性薛定諤方程，可用它來描述空間光孤子在非線性介質(zhì)中的傳播特性，并介紹幾種非線性響應(yīng)函數(shù)，這里主要研究非局域響應(yīng)函數(shù)為指數(shù)函數(shù)的克爾介質(zhì)。同時(shí)介紹非線性薛定諤方程數(shù)值求解和模擬光孤子傳輸?shù)臄?shù)值方法——牛頓迭代法和分步傅立葉方法。
　　2.主要對(duì)在非局域非線性克爾介質(zhì)中空間光孤子的傳播特性、存在空間及其穩(wěn)定性進(jìn)行研究。利用數(shù)值方法得出多模孤子的光學(xué)模式并分析相關(guān)參數(shù)的作用，同

3、時(shí)研究各極孤子在傳輸過程中的動(dòng)力學(xué)行為。結(jié)果表明固定能流時(shí)，改變非線性響應(yīng)程度各極孤子的波峰和寬度就會(huì)隨之而改變，孤子能流是傳播常數(shù)的單調(diào)函數(shù)。在整個(gè)區(qū)域內(nèi)，奇、偶孤子可以穩(wěn)定存在，三極孤子在能流較小的某一區(qū)可以穩(wěn)定傳輸，而四極、五極和五極以上孤子在傳輸過程中發(fā)生塌陷。
　　3.主要討論在嵌有光格子非線性非局域克爾介質(zhì)中高階孤子的演化特性和它們的穩(wěn)定性。用牛頓迭代法對(duì)非局域非線性薛定諤方程進(jìn)行數(shù)值求解，得到光格子中空間光孤子的光學(xué)