空間屏蔽光伏孤子的演化和自偏轉(zhuǎn)特性研究

【摘要】：孤子理論的研究源于20 世紀(jì)60 年代。作為孤立子理論的一個(gè)重要分支,光孤子從20 世紀(jì)80 年代在實(shí)驗(yàn)中被發(fā)現(xiàn),科學(xué)界對(duì)其進(jìn)行的研究已經(jīng)取得了豐碩成果。由于光孤子所具有的獨(dú)特性質(zhì),可以說,光孤子是繼激光之后非線性光學(xué)領(lǐng)域又一革命性的發(fā)現(xiàn),因而近十多年來它已成為一個(gè)備受關(guān)注的研究領(lǐng)域。 本文系統(tǒng)地研究了在光伏光折變晶體中存在的一種新的穩(wěn)態(tài)空間光孤子—屏蔽光伏孤子。它不同于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)的屏蔽孤子和光伏孤子,其特性取決于晶體的光伏場(chǎng)和外加電場(chǎng)。相比之下,屏蔽孤子僅和外加電場(chǎng)有關(guān),光伏孤子僅和晶體的光伏場(chǎng)有關(guān)。這是因?yàn)?屏蔽光伏孤子形成于加外電場(chǎng)的光伏光折變晶體中,源于對(duì)外電場(chǎng)的非均勻空間屏蔽和光伏效應(yīng)兩個(gè)物理過程,而屏蔽孤子形成于加外電場(chǎng)的非光伏光折變晶體中,源于對(duì)外電場(chǎng)的非均勻空間屏蔽,光伏孤子形成于不加外電場(chǎng)的光伏光折變晶體中,源于光伏效應(yīng)。 高斯光束作為一種非常常見的光源,其波形與明孤波具有相似的特征。本文還從理論上研究了高斯光束在光伏光折變晶體中的孤波演化現(xiàn)象,證明了對(duì)于和給定晶體匹配的高斯光束,能夠在晶體中演化成穩(wěn)定的明孤波。 本文共分九章。 第一章概述了光孤子理論的研究現(xiàn)狀及其重要性,提出了本文的研究構(gòu)想和取得的主要成果。 第二章概述了孤立子的基本理論及孤波方程的解法。 第三章概述了非線性方程的數(shù)值求解方法。 第四章研究了穩(wěn)態(tài)空間屏蔽光伏孤子的形成機(jī)制及其基本特性。 第五章研究了屏蔽光伏明孤子在晶體中的動(dòng)態(tài)演化特性。 第六章研究了屏蔽光伏明孤子在晶體中的動(dòng)態(tài)演化特性。 第七章研究了晶體損耗對(duì)屏蔽光伏孤子在晶體中動(dòng)態(tài)演化特性的影響。 第八章研究了屏蔽光伏明孤子在晶體中動(dòng)態(tài)演化的自偏轉(zhuǎn)特性。 第九章研究了高斯光束在晶體中的孤波演化特性、自偏轉(zhuǎn)特性及晶體損耗對(duì)其孤波演化特性的影響,提出了匹配高斯光束的概念。 【關(guān)鍵詞】：空間光孤子 光伏效應(yīng) 光折變效應(yīng) 擴(kuò)散效應(yīng) 高斯光束
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2001
【分類號(hào)】：TN252
【目錄】：

• 第一章 緒論6-14
• 1.1 孤立子理論的研究背景及其發(fā)展6-11
• 1.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究方法11-12
• 1.3 本文取得的主要成果和結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 孤立子的基本理論及孤波方程的求解14-42
• 2.1 孤立子的基本理論14-16
• 2.2 非線性方程的行孤波解16-17
• 2.3 求解非線性孤波方程的齊次平衡法17-21
• 2.4 求解非線性孤波方程的逆散射法21-31
• 2.5 求解非線性演化方程N(yùn) 孤子解的Hirota 方法31-37
• 2.6 求解非線性演化方程孤子解的Buchlund 變換37-39
• 2.7 用三角函數(shù)法求解KdV方程39-41
• 2.8 本章小結(jié)41-42
• 第三章 非線性方程的數(shù)值求解42-48
• 3.1 非線性演化方程數(shù)值計(jì)算方法的基本知識(shí)42-43
• 3.2 KdV 方程的有限差分法43-44
• 3.3 非線性Schrodinger 方程的有限差分法44-46
• 3.4 求解非線性Schrodinger 方程的波束傳播法46
• 3.5 求解非線性Schrodinger 方程的分裂步長(zhǎng)傅立葉變換法46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 空間屏蔽光伏孤子及其基本特性48-58
• 4.1 空間電荷場(chǎng)與運(yùn)動(dòng)方程48-50
• 4.2 空間孤子態(tài)50-53
• 4.3 空間光伏孤子的物理特性53-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 空間屏蔽光伏明孤子的動(dòng)態(tài)演化特性58-70
• 5.1 空間屏蔽光伏明孤子態(tài)58-59
• 5.2 不考慮晶體損耗和擴(kuò)散效應(yīng)時(shí)空間屏蔽光伏明孤子的動(dòng)態(tài)演化59-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第六章 空間屏蔽光伏暗孤子的動(dòng)態(tài)演化特性70-76
• 6.1 無耗晶體中的空間屏蔽光伏暗孤子態(tài)70-71
• 6.2 無耗條件下空間屏蔽光伏暗孤子的動(dòng)態(tài)演化71-75
• 6.3 本章小結(jié)75-76
• 第七章 損耗對(duì)空間屏蔽光伏孤子動(dòng)態(tài)演化特性的影響76-90
• 7.1 考慮損耗時(shí)的動(dòng)態(tài)演化方程76
• 7.2 損耗對(duì)明孤子動(dòng)態(tài)演化特性的影響76-83
• 7.3 損耗對(duì)暗孤子動(dòng)態(tài)演化特性的影響83-88
• 7.4 本章小結(jié)88-90
• 第八章 空間屏蔽光伏明孤子動(dòng)態(tài)演化的自偏轉(zhuǎn)90-98
• 8.1 考慮擴(kuò)散效應(yīng)時(shí)的動(dòng)態(tài)演化方程90-91
• 8.2 空間屏蔽光伏明孤子動(dòng)態(tài)演化的自偏轉(zhuǎn)91-95
• 8.3 損耗對(duì)自偏轉(zhuǎn)特性的影響95-97
• 8.4 本章小結(jié)97-98
• 第九章 高斯光束的孤波演化98-117
• 9.1 高斯波與明孤波的匹配98-99
• 9.2 高斯光束的孤波演化99-103
• 9.3 損耗對(duì)高斯光束孤波演化特性的影響103-108
• 9.4 高斯光束孤波演化的自偏轉(zhuǎn)108-113
• 9.5 高階擴(kuò)散項(xiàng)對(duì)高斯光束孤波演化自偏轉(zhuǎn)特性的影響113-116
• 9.6 本章小結(jié)116-117
• 參考文獻(xiàn)117-121
• 致謝121

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