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(wú)衍射的光波，這是因?yàn)楫?dāng)光孤子在介質(zhì)材料中傳播時(shí)，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(dá)到一種平衡。這種獨(dú)特的性質(zhì)使得其成為實(shí)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(duì)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(yùn)用一系列的數(shù)值計(jì)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(duì)空間光孤子的的物理性質(zhì)進(jìn)行

2、研究和討論。在我們的工作中，主要研究了標(biāo)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(xué)扭結(jié)孤子在刻印有半無(wú)限光學(xué)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(guò)對(duì)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(dāng)格子深度超過(guò)一個(gè)臨界值時(shí)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(shí)，我們發(fā)現(xiàn)能帶結(jié)構(gòu)和半無(wú)限格子的深度明顯地影響了扭結(jié)孤子的動(dòng)力學(xué)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(gè)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(fù)的傳播常數(shù)下也能被發(fā)現(xiàn)，這是在標(biāo)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(duì)稱格子中穩(wěn)定的高拓?fù)錅u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(duì)稱格子中的動(dòng)力學(xué)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?fù)渲笖?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?fù)渲笖?shù)的渦流孤子在較高能量的地方會(huì)遭受震蕩不穩(wěn)定，但它們也能夠傳播一段較長(zhǎng)的距離沒有明顯的失真。在適當(dāng)?shù)臈l件下，渦流孤子在較低能