白光的线性和非线性光学效应

回顾了本研究组自从2003年以来在白光的线性和非线性光学领域实验和理论方面的研究成果．我们使用白炽钨丝灯作光源,在自散焦光折变晶体中进行有关白光空间光孤子方面的系统研究,包括实验研究白光一维光生伏打暗空间孤子以及由它们感应的波导和定向耦合器,圆形和椭圆形白光暗空间孤子以及由它们制作的相位掩模、二维白光光子晶格和白光暗空间孤子在数字图像传输中的应用,一维和二维白光暗空间孤子之间的相互作用,通过白光束与相干暗空间孤子之间的相互作用增强和改善白光的相干性,一维和二维白光暗空间孤子分别与二维白光光子晶格之间的相互作用．数值模拟了在饱和对数非线性介质中两个及多个部分非相干亮空间孤子和白光亮空间孤子对之间的相互作用,首次在自散焦非线性介质中实验观察到了相干光的调制不稳定性和白光的调制不稳定性等．这些研究取得了一些创新性的成果．     

多暗孤子相互作用规律

本文对多种注入条件下的多暗孤子的传输过程进行了数值模拟，并与双暗孤子相互作用的解析结论进行比较，得到了一些有益于光纤通信系统的规律。     

广义耦合非线性薛定谔方程中的达布变换和多孤子解

给出了广义耦合非线性薛定谔方程(GCNLS)的2种达布变换和多孤子解.对于自聚焦型GCNLS,给出了N个亮-亮孤子解,对于散焦型的GCNLS,由第2种达布变换给出了N-暗-暗孤子解.作为例子,文中给出了二孤子相互作用.     

光纤通信系统中非相干暗孤子间的相互作用

利用变分法，通过非线性Schroedinger方程，导出光通信系统中非相干暗孤子间的相互作用，即通过非线性强度叠加产生的相互作用。结果表明：在两个非相干暗孤子之间存在排斥力，并且高阶色散效应减弱了非相干暗孤子的相互作用。这与相干暗孤子之间的相互作用结果一致。     

双色光光伏空间孤子的形成条件及其应用

本以折射率改变为正的光伏晶体为例，讨论在其中形成双色光光伏空间孤子的条件。一般来说在满足上述条件的情况下，双色光可以形成双色亮孤子、双色暗孤子、一亮一暗孤子。对于一个波长的光（ray2）单独不能形成亮孤子（它的Glass系数与背景光的Glass系数之比R2小于1）的情况，如果再加上一束另一个波长的光（ray1）且其Glass系数与背景光的Glass系数之比R1大于1，则在一定条件下，这个双色光中两个颜色的光可以都形成亮孤子。这实际上提供了一种光控光的新方案。我们还讨论了ray1的光强对孤子宽度的影响。     

两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中矢量孤子的动力学性质

通过数值求解异种两组分玻色爱因斯坦凝聚体在弱囚禁势中的运动方程来讨论其矢量孤子解的动力学性质.研究表明,种内和种间相互作用强度满足不同的条件时,会形成亮亮孤子、亮暗孤子和暗暗孤子等不同的矢量孤子解.其中亮亮孤子和亮暗孤子是稳定的,而暗暗孤子很不稳定.适当改变种间相互作用强度,亮、暗孤子之间能够相互转换.     

非局域耦合带有自PT对称Schrdinger方程的N重达布变换

目前,关于非线性薛定谔方程的研究工作取得了巨大的成果,然而对于PT对称的非局域耦合薛定谔方程所做的研究比较少.主要研究非局域耦合薛定谔方程,我们从3×3 Lax对出发,利用达布变换的方法,得到新解与旧解之间的关系.经过复杂的计算,得到1-孤子解,2-孤子解以及N-孤子解计算公式.最后,利用画图软件,得到一些孤子演化图,其中包括亮孤子波解,呼吸波解和怪波.同时,显示了两孤子之间的弹性相互碰撞,它们的振幅在相互作用后,除了相移之外保持不变.     

光折变类行波空间孤子及其动态演化过程

用行波变换结合数值方法,求解了光折变非线性方程,得到了类行波空间孤子数值解,给出其形成的必要条件,并研究其在光折变晶体中演化特性.结果表明,类行波空间孤子在光折变晶体中传播时除具有空间孤子的形状不变性外,还具有能量的横向空间平移性,这为空间孤子的可控制偏转提供了可能.偏转角度取决于横向相位调制系数;多束类行波空间孤子的相干相互作用具有光计算的潜在应用.     

一类行波型引力多孤子解

本文先用Belinsky和Zakharav(BZ)提出的真空引力场方程生解技术,以平空时度规作为种子解,生成双孤子引力行波解,并讨论了解的主要特征。然后指出,在行波情下相应场方程的求解可化为直接积分,而孤子解可从通常意义下的孤子特征出发而直接构造,并给出两个n—孤子特解的例子。     

部分空间非相干光光生伏打暗空间孤子及其定向耦合器

对部分空间非相干光光生伏打暗空间孤子进行了实验研究.在光折变晶体L iN bO3:F e中,分别观察到由相位掩模和振幅掩模产生的部分空间非相干光光生伏打暗空间孤子及其感应波导,并且由两个部分空间非相干光光生伏打暗空间孤子感应的波导制成定向耦合器,研究了耦合效率与空间孤子之间距离的关系.