一維Kerr光晶格中的空間孤子.pdf

1、一維Kerr光晶格中空間孤子的研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。特別是，由于光晶格獨(dú)特的性質(zhì)，使得它可以制作全新原理或以前所不能制作的高性能器件，在光通訊上有重要的用途。本文通過(guò)解析和數(shù)值方法對(duì)一維Kerr光晶格中空間孤子的傳輸和控制展開(kāi)研究，獲得了一些創(chuàng)新性的研究結(jié)果。 首先，以非線性薛定諤方程中的尺度競(jìng)爭(zhēng)理論和等價(jià)粒子方法理論為基礎(chǔ)，研究了一維Kerr光晶格中空間孤子穩(wěn)定傳播的條件以及空間孤子開(kāi)關(guān)的形成機(jī)理。當(dāng)空間周期勢(shì)的振

2、幅很小時(shí)，空間孤子能夠像等價(jià)粒子一樣在光晶格中穩(wěn)定傳播。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在空間周期勢(shì)的振幅很小情形下，孤子寬度與空間周期勢(shì)的波長(zhǎng)之間的尺度競(jìng)爭(zhēng)可以導(dǎo)致孤子傳播過(guò)程中的能量輻射但不會(huì)導(dǎo)致孤子崩潰。這一傳播特性可以用于實(shí)現(xiàn)孤子開(kāi)關(guān)。 然后，研究了帶有縱向調(diào)制的光晶格在孤子開(kāi)關(guān)方面的優(yōu)勢(shì)。研究表明，在相同孤子形態(tài)和相同入射角的條件下，帶有縱向調(diào)制的光晶格中孤子開(kāi)關(guān)的信道數(shù)目會(huì)大于無(wú)縱向調(diào)制的光晶格中孤子開(kāi)關(guān)的信道數(shù)目，并且兩種光晶格中

3、的開(kāi)關(guān)效率幾乎是相同的。這正是帶有縱向調(diào)制的光晶格在孤子開(kāi)關(guān)的應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)所在。孤子開(kāi)關(guān)可以通過(guò)入射角度、縱向調(diào)制的漸近率、調(diào)制深度、孤子形狀因子等初始條件得到有效控制。 最后，研究了新型光晶格，即非線性系數(shù)調(diào)制形成的光晶格中的孤子控制。一方面，在淺的光晶格中，由于能量損耗可以忽略，孤子的傳播是簡(jiǎn)單的，規(guī)則的。當(dāng)孤子光束的入射角大于該臨界角時(shí)能夠跨過(guò)中心波導(dǎo)在光晶格中傳播，而在入射角小于臨界角時(shí)會(huì)被局域在中心波導(dǎo)中。另一方面，