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.     

复合势下三维旋量玻色-爱因斯坦凝聚暗孤子及其自旋纹理

为了充分揭示复合势下三维旋量玻色-爱因斯坦凝聚暗孤子的动力学性质及自旋纹理结构,运用能量泛函方法和直接数值仿真耦合Gross-Pitaevskii方程组,在三维抛物势和二维高斯势组成的复合势下构造了多种带有不同拓扑结构因子稳定的自旋为1的三维铁磁态旋量玻色-爱因斯坦凝聚暗孤子,并分析了它们的动力学特性.选择其中一种暗孤子作为例子,分析了其在关键参量空间中的稳定性,得到了稳定性区域.然后通过计算暗孤子的自旋密度矢量,得到了指向自旋消失圆的三维环形自旋纹理结构和自旋密度矢量大小随空间变化的分布.这为更好地理解玻色-爱因斯坦凝聚的磁性性质提供了帮助,也为实验上实现三维旋量玻色-爱因斯坦凝聚暗孤子提供了理论依据.     

一维BEC中暗孤子在抛物势阱中的动力学

给出一维BEC中暗孤子在抛物势阱中的运动方程,并由此讨论暗孤子在抛物势阱中的动力学演化.结果表明:暗孤子在抛物势阱中呈周期运动.同时,通过数值模拟研究在Thomas-Ferm i近似下暗孤子在BEC中的演化情况,数值结果与理论预测非常一致.另外,我们还讨论暗孤子在抛物势阱中的相互作用,结果表明:暗孤子在抛物势阱中的相互作用呈周期性的弹性碰撞,并且随着孤子间隔的减小,周期碰撞的振幅越来越小,直到两个暗孤子合而为一;同时,随着孤子间隔的减小碰撞周期也随之减小.这与光学传输过程中的孤子相互作用是不同的.     

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。     

相邻亮、暗孤子相互作用的比较

通过与亮孤子进行比较，分析了暗孤子的基本方程，求出了它的一个精确解，分析比较了相邻暗孤子间的相互作用，并对有平面波背景的暗孤子作了积分处理．     

变系数耦合非线性薛定谔方程的矢量孤子解:暗-亮孤子解

利用相似约化的方法获得了变系数耦合非线性薛定谔方程的矢量孤子解:暗-亮孤子解;详细讨论了在周期分布放大系统中矢量孤子的传播特性;最后通过数值模拟证明了在有限的约束条件扰动或者初始扰动下矢量孤子都能稳定传播.     

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．     

光纤暗孤子的相互作用

利用最小作用量原理，从非线性Ｓｃｈｒｄｉｎｇｅｒ方程，导出两个暗孤子之间的相互作用．它作为孤子间距△和初位相差θ的函数，随△的增大而指数地减小，当两个孤子之间初位相差θ＜π／２时相互排斥，θ＝π／２时几乎不存在相互作用     

光通信系统中相干暗孤子间的相互作用

利用最小作用量原理导出非线性Schrodinger方程两个相干暗孤子之间的相互作用，它作为孤子间距△和初位相差θ的函数，随△的增大而指数地衰减，当两个孤子之间初位相差θ＜π/2时相互排斥，θ＝π/2时几科不存在相互作用。θ＞π/2时相互吸引，本也研究了高阶色散效应对相互作用的影响。     

二阶非线性介质中新型的空间光孤子

在二阶非线性介质中,人们已得到了二波相互作用系统在静态条件(不依赖Z,即(δ)Z≡0 )下包括双凹陷暗空间光孤子在内的一些定域解,而对二波相互作用系统在非静态条件(依赖Z,即(δ)Z≠0 )下的动力学行为了解甚少.利用雅可比椭圆函数方法可得到二波相互作用系统在非静态条件下的一些精确解.结果表明:在静态条件下存在的双凹陷暗空间光孤子在非静态条件下同样存在;通过对静态情形的进一步研究发现了包括亮空间光孤子、暗空间光孤子和双凹陷空间光孤子在内的一些新颖孤子解.     

氢键链中的快模与慢模孤子偶

在氢键链二分量模型中,研究质子子晶格和重离子子晶格相互作用项中同时含有非线性耦合和线性耦合两部分的系统,得取快模孤子偶和慢模孤子偶对,对于慢模反子而言,非线性耦合降低了质子子晶格中孤子的有效质量,而线性耦合增加了质子子晶格中孤子的有效质量,对于快模孤子而言,情况正好相反。     

含高阶色散的双折射光纤孤子传输特性研究

研究含高阶色散的双折射光纤中孤子的传输特性,导出高阶色散双折射光纤中光脉冲形成束缚态的振幅阈值条件和双分量孤子的有效相互作用能,讨论了高阶色散对双折射光纤中光脉冲形成束缚态的振幅阈值和双分量孤子有效相互作用能的影响.     

损耗光纤中基孤子对相互作用的变分法研究

采用拉格朗日变分法研究了损耗非线性光纤中输入的等幅、同相位一对光孤子在传播过程中的相互作用特性,推导了孤子参量满足的常微分方程组,给出了孤子对碰撞周期表式.结果表明,光纤损耗使孤子对碰撞周期增大,有减弱光孤子间吸引相互作用的趋势.     

氢键链中孤子对外场的响应

以二分量孤子的振子模型为基础，讨论了质子子晶格与重离子子晶格中扭结孤子形成的孤子对的运动及其孤子对外场的响应持性，并得到了氢键链中孤子对的迁移率表达式。     

Toda晶格中孤立子的固壁反射问题

研究了两个方向相反的孤立子的碰撞问题,并将固壁反射看成是振幅相等的情况,由此得到了固壁反射时时间滞后的精确解,跟数值结果吻合得很好。     

非线性Schrdinger 方程在光纤通讯中的应用(英文)

综述了非线性Ｓｃｈｒ¨ｏｄｉｎｇｅｒ 方程在光纤通讯系统中的一些应用，主要内容有：１） 光纤中Ｎ孤子相互作用；２） 光纤中的脉冲传播；３） 在色散移位光纤中的飞秒孤子孤子相互作用；４） 强耦合非线性参数孤波；５） 光纤中有限带宽孤子传播的高阶效应；６） 用非线性环形反射镜对有限带宽孤子传输中的噪声积累进行抑制。     

非线性蛋白质分子中的局域性孤立子激发

研究了在相邻分子间具有各种非线性相互作用的蛋白质分子中由局域性涨落和结构畸变导致的自局域性集体激发和孤立子运动的特点。它们的特性依赖于这个非线相互作用势,在此时存在超声速、声速和次声速的孤立子运动。     

氢键链中孤子与杂质的相互作用

研究了带有对称双阱势的氢键链中孤子与杂质的相互作用，排斥型杂质对孤子提供一个势垒，吸引型杂质对孤子提供一个势阱，并且吸引型杂质获取孤子的能量形成局域振荡模，被杂质散射的孤子存在一个临界速度，只有入射速度大于临界速度的孤子才能穿越排斥型杂质，或者不被吸收型杂质捕获。     

光纤通讯系统中光弧子传输研究的新进展

综述了国外光纤通讯系统中光弧子传输研究的一些新进展,包括：１．光纤中Ｎ弧子相互作用;２．光纤中的光脉冲传播;３．在色散移位光纤中的飞秒经了－弧子相互作用;４．强耦合非线性参数弧波;５．光纤中有限带宽弧子传播的高阶效应;６．用非线性环形反射射对有限带宽弧子传播中的噪声积累进行抑制。