表面扭結(jié)及缺陷渦流孤子研究.pdf

1、空間光孤子是一種具有固定形狀和無衍射的光波，這是因為當光孤子在介質(zhì)材料中傳播時，介質(zhì)材料的非線性效應(yīng)與固有的光束衍射效應(yīng)可以達到一種平衡。這種獨特的性質(zhì)使得其成為實現(xiàn)全光通信和全光的光子器件的重要途徑和手段之一。因此，對空間光孤子的性質(zhì)的探索和研究是非常有意義的。
　　 本文中，主要圍繞空間光孤子的所支持的非線性薛定諤方程展開，運用一系列的數(shù)值計算方法，如牛頓迭代方法，逆譜傳播法，分布傅立葉傳播法等，對空間光孤子的的物理性質(zhì)進行

2、研究和討論。在我們的工作中，主要研究了標量扭結(jié)，矢量扭結(jié)孤子以及高維渦流孤子的性質(zhì)。主要內(nèi)容如下:
　　 1.在自散焦飽和非線性材料中的界面扭結(jié)孤子
　　 第三章，主要討論了光學扭結(jié)孤子在刻印有半無限光學格子的自散焦飽和材料中特性，包括孤子的存在區(qū)域和穩(wěn)定性特性。不同類型的扭結(jié)孤子解在第一帶隙和高帶隙中發(fā)現(xiàn)。通過對扭結(jié)孤子穩(wěn)態(tài)解線性穩(wěn)定性分析，我們發(fā)現(xiàn)當格子深度超過一個臨界值時異相扭結(jié)孤子是完全穩(wěn)定的，并且飽和非線性能夠

3、提高了扭結(jié)孤子底座高度和震蕩尾巴的振幅。同時，我們發(fā)現(xiàn)能帶結(jié)構(gòu)和半無限格子的深度明顯地影響了扭結(jié)孤子的動力學特性。
　　 2.表面矢量扭結(jié)孤子
　　 第四章，討論了表面扭結(jié)矢量孤子的存在區(qū)域和穩(wěn)定性質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)矢量孤子分量是由同相扭結(jié)孤子，異相扭結(jié)孤子，表面隙孤子間不同的組合，并且在他們比較大的參數(shù)窗口范圍內(nèi)是穩(wěn)定的。一個比較有趣的現(xiàn)象是，矢量扭結(jié)孤子中的分量表面隙孤子在負的傳播常數(shù)下也能被發(fā)現(xiàn)，這是在標量表面隙孤子中不

4、可能存在的，產(chǎn)生這種現(xiàn)象可以歸因于是交叉相位調(diào)制作用的結(jié)果。
　　 3.缺陷柱對稱格子中穩(wěn)定的高拓撲渦流孤子
　　 第五章，我們討論了基態(tài)孤子和渦流孤子在缺陷的柱對稱格子中的動力學行為。格子的缺陷尺度能夠有效的控制兩類孤子的能流。不同拓撲指數(shù)的渦流孤子在靠近上截止傳播常數(shù)的區(qū)域是穩(wěn)定的。盡管高拓撲指數(shù)的渦流孤子在較高能量的地方會遭受震蕩不穩(wěn)定，但它們也能夠傳播一段較長的距離沒有明顯的失真。在適當?shù)臈l件下，渦流孤子在較低能