初始相位对空间暗孤子输运的影响

初始相位对空间暗孤子输运的影响

一、初相位对空间暗孤子传输的影响(论文文献综述)

李森清,张肖,林机[1](2021)在《非局域非线性耦合器中暗孤子的传输》文中认为研究了空间暗孤子在非局域非线性耦合器中的新解和传输稳定性.发现非局域非线性耦合器中存在稳定的基态暗孤子和多极暗孤子的束缚态.分析了非局域程度、非线性参数、传播常数和耦合系数变化对基态暗孤子的峰值、束宽和功率的影响.讨论了基态暗孤子和多极暗孤子的传输稳定性,发现基态暗孤子在其存在的区域总是稳定的,偶极以及多极暗孤子存在不稳定区间,稳定区间取决于传播常数和介质的非局域程度,并且多极暗孤子的稳定传输还受孤子间距的影响.

林浩[2](2021)在《拓扑光子晶体光纤》文中认为光纤作为现代光信息领域的重要媒介,其每一次进步都推动着与之相关的诸如光通讯、光学传感、非线性光学、光纤激光器、量子光学等领域的发展,深远地影响着人类社会的变革。光子晶体光纤是光纤家族里的重要一员,周期性的光子晶体包层结构使其具有丰富的设计自由度。为了应对现代社会的发展需求,光纤设计领域还有一些亟待解决的难点,如单偏振单模的宽带实现等。拓扑光子学是光学领域的一个新兴方向,它是拓扑原理和光学体系的融合,提供了一种有别于传统光学手段的新操纵自由度。近年来,其发展主要体现为拓扑能带论在光子晶体体系的运用,以及对光子拓扑边界态的广泛研究。而光子晶体光纤作为已经被广泛应用的光子晶体产品,与拓扑光子学还没有最直接的结合。本文主要把拓扑光子学的基本原理应用到新型光纤的设计,具体内容包括:1.我们首次基于具有狄拉克节线的传统石英光子晶体光纤,通过破缺狄拉克简并线,在其光子能带中引入了外尔点,从而把过往一般在复杂拓扑光子晶体中实现的奇异、鲁棒的手征外尔表面态,引入到由简单结构和材料组成的传统光纤中来,为手性光纤的设计提供了新的思路。2.我们设计了一种新型的拓扑光子晶体光纤——狄拉克涡旋光纤。参考拓扑物理中的Jackiw-Rossi模型,我们对具有狄拉克点能带的石英光子晶体光纤的二维端面结构作具有涡旋形式的微扰调制,数学上系统满足具有二维涡旋质量项的狄拉克方程。调制后,狄拉克点能带被打开而形成带隙。同时,在带隙的中间形成数目等于涡旋缠绕数绝对值的光纤导模。我们据此实现了可具有任意数目近简并导模的光纤设计。另外,利用拓扑导模的色散主要位于狄拉克带隙中间的特点,我们提出了可在超过一个倍频程的宽频范围实现有效单偏振单模传输的单涡旋光纤设计方案。3.为兼容石英光子晶体光纤成熟的堆积-拉丝工艺,我们提出了单涡旋狄拉克光纤的离散设计方案。光纤由两种类似于苯环单双键结构的光子晶体交替嵌成,实验上只需四种不同壁厚的毛细玻璃管构建其预制棒。我们通过考虑光纤在拉制过程中可能产生的结构形变,验证了涡旋设计本身及其拓扑导模的鲁棒性。另外,我们还提出了可使拓扑导模在空芯中传输的设计方案。总而言之,本文主要在光纤领域引入了拓扑物理的调控手段,为新型光纤的设计开辟了全新的途径,同时也使光子晶体光纤成为人们研究拓扑物理的新平台。

厉颖佳[3](2021)在《向列相液晶中竞争非线性效应对光传输的影响》文中研究说明空间孤子指光束在介质中传输时非线性效应和衍射效应达到平衡时形成的自限光束。鉴于其在传输过程中能保持振幅和空间形状不变、多束孤子之间具有类似于粒子的弹性碰撞性能,因此在全光器件、全光计算、光信息处理等领域具有很好的发展潜能。迄今,大量的研究发现空间孤子可以在局域、非局域、竞争非局域等种类繁多的介质中形成。光束在非局域材料中传输所诱导的折射率不仅与该点处的光强有关,还和周围一片区域内的光强有关,这就为复杂孤子形成带来条件。最近几十年,竞争非局域介质中的空间孤子又引起了人们的广泛关注。最近,研究发现向列相液晶中热效应和分子取向效应的竞争赋予了空间孤子许多独特的性能。本文主要研究向列相液晶中竞争非局域非线性对光束传输的影响。主要内容如下:首先,采用了Jung等人提出的光诱导折射率模型,研究了向列相液晶中平面波的调制不稳定性。发现向列相液晶中的热非线性和分子取向非线性相互竞争导致了特殊的平面波调制不稳定性。还发现分子取向效应对应的非局域程度和热非线性系数的增大都会抑制平面波的调制不稳定性,这两个系数的增大会导致增益带宽和增益峰值减小。最重要的发现是,竞争非局非线性效应导致平面波的调制不稳定性存在一个临界功率。当平面波功率大于临界功率时,平面波可以在竞争非局域材料中稳定的传输。有趣的是,当热非局域程度和分子取向效应的非局域程度相等时,临界功率的大小与热非线性效应的非局域程度、分子取向效应的非局域程度无关,只与热非线性系数有关。其次,研究了热非局域程度不均匀、分子取向非局域程度不均匀和热非线性系数不均匀材料中亮孤子和亮孤子间的相互作用。发现控制光束传输路径上的分子取向对应的非局域程度、热效应对应的非局域程度和热非线性系数可以控制亮孤子宽度、改变孤子对之间的相互作用。对于单个孤子,当热非局域程度和热非线性系数不变时,亮孤子由分子取向非局域程度大的区域进入小的区域光束宽度将被压缩,反之亦然;当分子取向非局域程度和热非线性系数不变时,亮孤子的宽度和形状几乎不受热非局域程度改变影响;进一步数值计算发现,热非线性系数的改变对亮孤子传输影响很小。对于反位相孤子对,孤子对的传输对热非线性系数的改变最敏感、分子取向的非局域程度次之、热非局域程度影响最小。最重要的发现是,反位相亮孤子对由热非线性系数小的区域进入热非线性系数大的区域将分裂成两个独立的孤子,孤子对分裂角度的大小不仅与热非线性系数改变大小有关还和光束初始间距有关。对于同位相孤子对,分子取向非局域程度、热非局域程度和热效应系数的改变几乎不影响孤子对的传输。该发现可能为基于孤子的全光互联提供新的途径。

谢鹏[4](2020)在《微腔光频梳及其在微波信号产生中的应用研究》文中提出随着光学微腔制备技术的快速发展,光学微腔的品质因子不断被提高,极大地促进了腔内的场增强效应,为低泵浦阈值的微腔光频梳产生,创造了有利条件。2007年,科研人员在二氧化硅光学微腔中首次实现了宽带克尔光学频率梳,从此拉开了微腔光频梳的研究序幕。微腔光频梳突破了锁模激光器光频梳的技术瓶颈,可实现GHz-THz的高重复频率,同时具有小尺寸、低功耗的优势,在精密测量、光谱学、光通信技术和微波光子学等领域具有广泛的应用前景。本文基于高折射率掺杂玻璃微环谐振腔,开展了微腔光频梳的理论与实验研究。采用辅助光热平衡的技术手段,实现了微腔孤子光频梳的产生;在单泵浦技术方案下,实现了呼吸子频梳的产生,通对腔内能量采样和射频谱的测量,对呼吸子频梳时域脉冲振荡特性进行了研究与分析;基于异步采样技术和时间透镜技术,分别对微腔光频梳的时域脉冲分布和腔内光场演化过程进行了测量与分析;在孤子光频梳稳定产生的基础上,开展了高频微波信号产生的实验研究;基于腔内自发四波混频效应,开展了量子光频梳的实验研究。论文的主要研究内容和取得的成果如下:一、采用辅助光热平衡的方法,开展了微腔孤子光频梳的实验研究。通过合理选定泵浦光和辅助光的频率,利用热调微腔谐振峰的手段,在自由光谱范围(FSR)为49 GHz的微腔中实现了调制不稳定光频梳到多孤子光频梳的转换,并通过温控反向调节微腔谐振峰,实现了单孤子光频梳的确定性产生,光谱带宽大于80 nm;利用单泵浦技术方案,实现了光谱大于180 nm的孤子晶体频梳;在FSR为200 GHz微腔内实现了呼吸孤子频梳,通过采样泵浦光扫过谐振峰的能量演化和射频谱的测量,证实了呼吸子频梳的时域脉冲呈“呼吸型”的周期性振荡。二、基于光学微腔中的自发四波混频效应,开展了量子光频梳的实验研究,分别测量了泵浦功率为20、40、60 m W时的光子符合计数,其符合计数率处于3到5之间,证实了新产生光子对的量子关联特性;通过符合计数率与泵浦功率表现出负相关性的实验结果,证实了低泵浦功率能有效促进噪声的减少和量子频梳质量的提高,得出了微腔品质因子是量子频梳质量关键影响因素的结论。三、采用异步采样的技术方案,对孤子光频梳的时域脉冲分布进行了采样研究。通过微环谐振腔产生一个稳定的单孤子频梳作为参考源,对另一个微环谐振腔产生的单孤子、双孤子、三孤子、四孤子频梳分别进行了异步采样测量,利用采集到的两套光频梳的拍频信号,对孤子频梳的时域脉冲分布进行了描述与分析。此方法突破了普通光电探测器带宽的限制,可实现对高重复频率频梳的测量。四、通过数值模拟研究,论证了时间透镜技术对多脉冲信号进行时域处理的可行性。采用基于时间透镜的时域成像系统,将光频梳在时域放大18倍,使用示波器对孤子光频梳的时域脉冲分布进行实时观测;以20.4 ps为周期,对FSR为49 GHz的微腔产生的光频梳进行采样分析,通过捕捉腔内孤子的实时位移,孤子碰撞、湮灭和产生等瞬态行为,描述了腔内光场演化的过程。此方法解决了高重频频梳实时测量的技术难题,为探索光频梳复杂的动力学瞬态过程提供了新的研究思路和有效的技术手段。五、基于微腔孤子光频梳,实现了48.97 GHz的微波信号产生,信噪比为60 d B;对微波信号的时间抖动和相位噪声进行了测量和分析,其时间抖动值为533 fs,在1 MHz偏频处的相位噪声为-110 d Bc/Hz;引入分频率器,实现了频率可调的微波信号产生;开展了孤子双光梳拍频的实验研究,分别采用级联和并联的技术方案探索了射频信号的产生,通过延时自外差法测量了两种方案的光信号线宽。

张彤[5](2020)在《小型化双波长同步稳频光纤脉冲激光器研制》文中指出激光具有亮度高、颜色纯、方向性好等优点。激光的使用有力地推动了工业、医疗、军事等各个领域的技术进步与创新。激光按照工作方式可分为连续激光和脉冲激光,其中脉冲激光,特别是利用锁模技术得到的超短脉冲激光凭借极高的峰值功率和极短的作用时间等特点,成为许多新技术开发的首选光源。然而,单一波长的传统脉冲激光器由于结构复杂、体积庞大、应用复杂等缺点,在泵浦探测、拉曼散射光谱、差频混合等领域已经逐渐无法满足技术开发要求。因此,如何基于一套系统实现两种不同波长的脉冲激光的同步输出成为激光技术的研发热点。本文重点对具有信号稳定、结构简单等特点的双波长同步光纤脉冲激光器展开研究。本文设计的双波长光纤激光器是基于两个输出的波长在小范围具有可调性的飞秒脉冲光纤种子源,重点研究了输出波长为900nm和780nm的双波长脉冲激光器的实现方案,具体研究内容如下:1)基于保偏光纤结构的脉冲振荡器和能量放大器的技术研究。利用半导体可饱和吸收镜锁模技术完成了掺镱光纤振荡器与掺铒光纤振荡器的设计,二者的波长分别位于1030nm和1560nm。为确保波长能够转移至目标值,进一步展开了能量放大与脉冲压缩的关键技术研究,研制完成了两台光信号稳定、脉冲宽度均小于百飞秒的脉冲激光放大器。2)非线性频率变换技术研究。对搭建完成的两台飞秒脉冲光纤激光器分别利用不同的非线性效应进行了频率变换:利用光子晶体光纤使掺镱光纤飞秒脉冲激光器完成超连续谱的产生,超连续谱的短波方向可扩展至866nm;利用掺杂氧化镁的周期性极化铌酸锂晶体对掺铒光纤飞秒脉冲激光器进行倍频,将光谱转移至779nm。3)稳频与同步的技术研究。两个不同波段脉冲激光的同步精度依赖于单波长脉冲激光器的重复频率稳定度,应用现有的稳频电路模块,完成了上面研发的两台光纤激光器各自稳频系统的研究与搭建。借鉴稳频思路,制定了两个不同波长激光脉冲的同步输出的方案。经测试验证,同步后的频率偏差仅为1.34m Hz。利用两个光纤振荡器配合非线性频率变换技术可以实现小型化双波长同步稳频光纤脉冲激光器的研制,这为双波长激光器的实现提供一种新的可靠思路。

黄龙刚[6](2016)在《掺铒光纤激光器中的非线性研究》文中研究表明作为第三代激光器,光纤激光器充分显示出其他激光器所不具备的优良性能。光纤激光器具有低阈值、高效率、结构紧凑、重量轻、稳定可靠、无需水冷、且与现代通信系统相兼容等优点,使其自问世以来,便成为争相研究的热点。目前,光纤激光器主要以稀土元素为增益介质。由于掺铒光纤激光器的工作波段为1.55μm,此波段正好处在光纤通信系统的最低损耗窗口,为实现超长距离的信号传输提供了非常理想的信号源,所以掺铒光纤激光器的研究一直是人们研究的热点。其中,强场所导致的光纤系统中的非线性效应一直是重要的研究课题。因此,研究掺铒光纤激光器中的非线性效应,不仅具有重要的理论意义,而且可以为实验和实际应用提供一定的理论指导。本文借助金兹堡-朗道方程理论模型,研究孤子脉冲在掺铒光纤激光器中的传播问题。在理论上讨论了其中的非线性现象,主要研究内容如下:1.通过修正的双线性方法(modified Hirota method),给出了变系数立方复金兹堡-朗道方程(variable-coefficient cubic complex Ginzburg-Landau equation,CGLE)的解析解。选取合适的物理参数获得了能在掺铒光纤激光器中稳定传输的孤子脉冲。2.讨论了掺铒光纤激光器中线性增益效应对孤子脉冲放大的影响。我们的研究结果表明:随着增益效应的增大,孤子脉冲被放大,而且线性增益效应越大,孤子脉冲被放大的程度越大。3.讨论了增益色散效应对孤子脉冲放大产生的影响。研究发现,与增益效应对孤子脉冲放大的影响作用相反,当我们增大增益色散时,孤子脉冲的放大效应减弱,也就是说,增益色散会使孤子脉冲在传播方向上发生衰减。另外,我们分析了孤子脉冲放大过程的稳定性问题。本文通过在解析解的基础上添加高斯白噪声的方法研究了外界干扰对孤子振幅和形状的影响。我们发现白噪声的干扰对孤子脉冲的放大效应几乎没有影响。4.给出了变系数立方-五次复金兹堡-朗道方程(variable-coefficient cubic-quntic CGLE)的解析解。并获得了 四大类孤子解。它们分别是:扭结解(kink solitons),灰孤子解(gray solitons),Y-型孤子解(Y-type solitons)以及混合型的孤子解(combined solitons)。5.对于掺铒光纤激光器中新发现的四类孤子解,分别讨论了非线性效应和光谱滤波效应对孤子脉冲传播性质的影响。并且,提出了实现孤子脉冲放大以及孤子脉冲压缩的方法。期待本文的理论研究对实验方面的工作有一定的科学指导作用。

戴舒炜[7](2014)在《平移诱导光折变空间亮孤子的演化及相互作用特性研究》文中研究指明多年来,在非线性光学领域,光折变空间孤子一直是人们研究的热点。基于光折变空间孤子功率低、响应快和非线性强等特点,它在光开关、光波导以及光互联等相关领域具有潜在的应用价值。此外,与许多其它类型的孤子相比,光折变孤子更容易实现,所以基于以上特点,可以利用其分析或验证孤子或孤子间的普遍性质。本文提出了一套统一的理论模型,该模型弥补了以前理论体系中的不足,并与实验现象很好得契合。接下来,我们通过光束平移诱导的铌酸锂晶体和铌酸锶钡晶体中光折变空间孤子的形成与自弯曲实验来验证模型的准确性。基于以上理论,我们推导了相应的非线性薛定谔方程,为光孤子轮廓特征、演化以及相互作用的数值分析提供了理论基础。光孤子的演化特性是光孤子传输过程中的基本特性,其主要研究光束在行进过程中的传播特性。为了在演化过程中选择合适的初始态,我们首先对光孤子的轮廓特征进行了数值分析。接下来,我们结合光束平移诱导的铌酸锂晶体和铌酸锶钡晶体中的光折变空间孤子实验,通过建立统一的物理模型,详细模拟并分析了光孤子的演化等特性。光折变孤子间的碰撞特性向来是该领域内近年来研究的热点。首先,我们介绍了平移诱导光折变空间亮孤子相互作用观测实验的配置,并在分析非线性薛定谔方程的基础上,我们利用分步傅立叶变换法,数值模拟了非线性介质中的高斯型空间光孤子的相互作用并与Fe:LiNbO3的实验结果进行比较,且研究了不同相位差、不同光强比以及扩散效应对孤子相互作用的影响。此外,我们还进一步模拟了多光束入射时光孤子间的相互作用。平移诱导下光折变空间孤子的相互作用特性与一般光折变空间孤子的相互作用的各项性质是基本一致的,这是由于其非线性薛定谔方程的表述形式与一般光折变空间孤子的表述上只存在平移速度相关的系数差异的特点决定了。这也说明了平移诱导下产生的是的确是一种稳态的光折变空间孤子,能够验证我们提出的物理模型的准确性。

杨超[8](2013)在《双光子光折变介质中空间孤子相互作用研究》文中研究表明由于光折变空间孤子可以在毫瓦量级这样的较低光强下产生,以及它在全光开关、光波导、光学集成等方面具有广阔应用前景,因而受到人们广泛的关注。2003年Castro-Camus等人提出了双光子带输运模型,解决了存储在晶体上的信息容易被擦除这一难点,因此双光子模型下光折变空间孤子的研究成为了最近十多年的研究热点。本文基于Castro-Camus模型,为了研究光折变空间孤子的相互作用,给出了双光子光折变介质中亮屏蔽空间孤子以及亮光伏空间孤子的积分表达式,以及入射光强和空间孤子半高宽的关系曲线。利用有限差分光束传播法,验证了空间孤子可以在晶体里以不变的波形传播;研究了偏置电场对亮屏蔽空间孤子形态的影响;研究了初始间距、初始相位、偏置电场对亮屏蔽空间孤子相互作用的影响。研究结果表明,初始间距越小,亮屏蔽空间孤子的作用越强烈,初始间距越大,亮屏蔽空间孤子的作用越微弱;同相亮屏蔽空间孤子相互吸引,反相亮屏蔽孤子相互排斥,非相干亮屏蔽空间孤子总是相互吸引;偏置电场越大,亮屏蔽空间孤子的相互作用越强烈,偏置电场越小,亮屏蔽空间孤子的相互作用越微弱。研究了初始间距、初始相位、启动光强对亮光伏空间孤子相互作用的影响。其中初始间距、初始相位对亮光伏空间孤子相互作用的影响和亮屏蔽空间孤子相同,启动光强对亮光伏空间孤子几乎没有影响。研究了双光子光折变介质中三束亮屏蔽空间孤子或者亮光伏空间孤子之间的相互作用,讨论了不同的初始相位对三空间孤子相互作用的影响。研究结果表明,三束同相的空间孤子在传播时发生了孤子的湮灭,合并为一束孤子向前传播;三束相位不同的孤子在传播过程中发生排斥。

陈翼翔[9](2013)在《时空自相似子的传输特性及相互作用研究》文中研究说明本论文主要研究(3+1)维自相似子在非均匀光纤中的动力学演化和相互作用。主要利用相似约化方法求得自相似子的解析解,并研究了空间色散/衍射、非线性和增益/损耗等系统参数对自相似子传输特性的影响,包括振幅、相位、脉宽以及啁啾因子等。在文中还分析了非线性隧穿效应对自相似脉冲的作用,将色散势垒/阱与非线性势垒/阱进行了对比。在研究自相似子传输及相互作用特性后,提出了调节系统参数的自相似子动态控制方案,为远程大容量通信提供了比较可靠的理论基础。本文的主要内容如下:1.研究非均匀光纤介质中的(3+1)维时空自相似子动力学控制行为用一个与(3+1)维时空自相似子对应的非线性薛定谔方程来描述了在三次-五次方非线性色散和增益分布介质中的光脉冲传输情况。在满足一定的相容性条件下,利用F-函数展开法和相似约化方法,获得满足色散/衍射、三次-五次方非线性和增益/损耗精确平衡的自相似椭圆余弦波和自相似子解,并讨论了在两种典型孤子控制系统中,自相似椭圆波和自相似子的动力学演化行为。通过选择色散/衍射、非线性和增益/损耗函数可以实现对自相似子的振幅、脉宽等物理量的控制管理。理论研究为自相似子在光纤放大器、需要脉冲压缩的远程大容量通信网络的应用提供了依据。2.研究(3+1)维时空自相似子在线性势下的相互作用和动力学控制问题通过相似变换,研究了在线性势中的广义(3+1)维非线性薛定谔方程,得到由于色散/衍射、非线性和增益或损耗的精确平衡产生的一系列解析的时空孤子解和自相似子解。在两种不同线性势系统中,比较分析了孤子和自相似子的动力学演化行为和参数控制。并且分析了参数控制对亮暗自相似子对的独立传输和相互作用的影响。通过数值模拟,分析了亮自相似子对抗噪声干扰的能力。3.研究光纤中非线性隧穿对自相似子的影响对色散/衍射、非线性和增益/损耗发生变化时的(n+1)维广义非线性薛定谔方程进行求解,我们获得了一个相似变换的精确解,借助于相似变换,我们得到了时空自相似子和孤子。讨论了平顶自相似子的非线性隧穿效应,比较了色散势垒/阱与非线性势垒/阱对平顶自相似子的影响。研究了参数控制对通过势垒后的自相似子特性的影响。研究结果为高维自相似子控制技术的发展,带来帮助。

蔡泽彬[10](2010)在《光致异构系统中孤子的内部振荡及其传输特性的研究》文中提出研究光学孤子的内部振荡和相互作用。具体研究了光致异构聚合物中矢量孤子和贝塞尔光子晶格中项链孤子的内部模式(简称内模)和内部振荡,三维空间贝塞尔孤立波以及一维孤子的相互作用。研究内容及所取得的研究成果如下:1、光致异构矢量孤子的内部模式和内部振荡研究了光致异构聚合物中的矢量孤子。当矢量孤子受到外部的扰动时,在矢量孤子内部激发出内模。首次得到矢量空间孤子的内模,发现光致异构矢量孤子的微扰本征值是实数,这说明光致异构矢量孤子是稳定的,并且其对应的微扰本征函数就是矢量孤子的内模。我们还发现这种内模只有实部。对矢量孤子的传播进行动态仿真后发现,无外加微扰时光致异构矢量孤子在传播过程中保持波形的宽度和幅度不变:在内模的扰动下,矢量孤子的振幅出现准周期性振荡,但不导致孤子的坍塌;加入小的白噪声后,矢量孤子的振幅在传播过程中发生轻微的抖动,同样不会导致矢量孤子的坍塌,这些数值结果验证了矢量孤子的稳定性。2、贝塞尔晶格中项链孤子的稳定性、内模和内部振荡以十珍珠项链孤子为例,研究了贝塞尔晶格中项链孤子的稳定性、内模及其内部振荡。获得项链孤子的数值解后,对解进行了线性稳定性分析。发现项链孤子的微扰本征值为复数,随着传播常数6的增加,本征值实部的最大值出现了多个为零的窗口。零窗口对应于项链孤子稳定传播的区域,非零窗口对应于非稳定传播的区域。在稳定区域内,我们首次得到了项链孤子的内模。数值模拟的结果表示,在内模的作用下,项链孤子在传播过程中出现准周期性的振荡,但不会出现孤子的坍塌。而非稳定区域的项链孤子在传播过程中出现了扩散和坍塌。所研究的贝塞尔晶格项链孤子与贝塞尔晶格多极孤子不同,当传播常数b趋近于零时,多极孤子的能量发散而项链孤子的能量收敛。3、对非线性介质中三维贝塞尔孤子簇的研究研究柱坐标系和球坐标系下的非线性薛定谔方程,得到了在圆柱体和球体中半径趋于无穷大时的近似孤子解。发现了在圆柱体中的空间光孤子在横截面上的半径满足m阶贝塞尔函数关系,在方位角上分裂为2m个离散孤子,而在沿轴向方向上分裂为l个离散孤子,在圆柱体中出现了不同状态的贝塞尔孤子簇;而在球体中的空间光孤子的半径满足m阶球贝塞尔函数关系,在方位角上分裂为2m个离散孤子,在俯仰角上满足缔合勒让德多项式关系,在球体中出现了不同状态的球贝塞尔勒让德孤子簇。发现非线性效应使贝塞尔孤子簇在方位角和俯仰角方向上产生了偏转角,也就是出现了相移的现象。4、一维时间光孤子传播和相互作用分析首先研究了增益或损耗介质对可积系统中一维亮孤子和暗孤子传播的影响,发现损耗使孤子振幅减小同时使脉宽增大,而增益则使振幅增大同时使脉宽压缩变窄。接着对一维亮亮孤子间和暗暗孤子间的相互碰撞进行演化和分析,得到了亮亮孤子间相互作用与相位差相关,而暗暗孤子间相互作用与相位差无关的结论。最后,通过对在外势场中亮孤子和暗孤子的演化进行数值模拟,发现亮孤子和暗孤子在势阱中受到吸引力的作用,使孤子在势阱中心附近来回振荡,相反,在势垒中则受到排斥力的作用,使孤子远离势垒中心。另外还发现孤子的横向速度越快,其振幅的振荡也就越大。

二、初相位对空间暗孤子传输的影响(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、初相位对空间暗孤子传输的影响(论文提纲范文)

(2)拓扑光子晶体光纤(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 光子晶体简介
        1.2.1 光子晶体的能带理论
        1.2.2 光子晶体的数值计算方法
    1.3 光子晶体光纤简介
        1.3.1 光子晶体光纤的导光机制
        1.3.2 光子晶体光纤的制造工艺
    1.4 光纤单偏振单模设计的传统办法
        1.4.1 破缺光纤结构对称性的单偏振单模设计
        1.4.2 基于布拉格光纤的单偏振单模设计
    1.5 论文的研究意义及主要框架
第2章 拓扑光子学的相关理论及鲁棒性波导的设计
    2.1 引言
    2.2 狄拉克方程及其相关理论
        2.2.1 狄拉克方程
        2.2.2 石墨烯模型的狄拉克锥能带结构
        2.2.3 基于狄拉克方程的拓扑物理简介
    2.3 基于光子体系的拓扑能带论
        2.3.1 光子晶体中的狄拉克锥色散
        2.3.2 单向波导设计与体-边对应原理
        2.3.3 谷光子晶体及其拓扑边缘态
        2.3.4 光子能带中的外尔点
    2.4 拓扑光子晶体光纤的研究进展
        2.4.1 基于外尔光子晶体的单向光纤设计
        2.4.2 基于Aubry-André-Harper模型的布拉格光纤
        2.4.3 基于谷光子晶体的光纤设计
    2.5 本章小结
第3章 光子晶体光纤中的节线和外尔点
    3.1 引言
    3.2 光子晶体中的狄拉克节线型能带
    3.3 石英光纤能带中外尔点的实现
    3.4 能带中外尔点陈数的计算
    3.5 石英光纤结构上的外尔表面态
    3.6 本章小结
第4章 Jackiw-Rossi模型的简介及其实现
    4.1 引言
    4.2 基于石墨烯电子能带的Jackiw-Rossi模型的实现
        4.2.1 最近邻跃迁的凯库勒调制
        4.2.2 涡旋调制下零能模的产生
    4.3 Jackiw-Rossi模型在光子体系中的实现
    4.4 狄拉克涡旋拓扑光腔的设计
        4.4.1 光腔的理论建模与仿真计算
        4.4.2 光腔的实验设计及相关性能指标的测量
    4.5 本章小结
第5章 狄拉克涡旋拓扑光子晶体光纤
    5.1 引言
    5.2 光子晶体光纤中Jackiw-Rossi模型的实现
    5.3 单涡旋光纤设计下的单偏振实现
    5.4 光纤中任意导模数的实现
    5.5 一个倍频程以上的单偏振单模设计
    5.6 本章小结
第6章 狄拉克涡旋光纤的实验方案探讨
    6.1 引言
    6.2 涡旋的角度离散化
    6.3 离散型涡旋光纤的预制棒设计方案
    6.4 鲁棒性检验
    6.5 适用于空芯光纤设计的拓扑导模
    6.6 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 论文主要工作的总结
    7.2 未来研究开展的展望
参考文献
附录 正文图5.2(e)中的光纤的仿真代码
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(3)向列相液晶中竞争非线性效应对光传输的影响(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 孤子发展史
    1.2 光孤子及其分类
        1.2.1 时间光孤子
        1.2.2 空间光孤子
        1.2.3 时空光孤子
    1.3 非局域光孤子概述
        1.3.1 非局域的基本概念和分类
        1.3.2 非局域空间光孤子研究进展
    1.4 竞争非局域非线性介质中空间光孤子
    1.5 非局域非线性介质中的调制不稳定性
    1.6 向列相液晶中的孤子
    1.7 本论文主要研究内容
第2章 空间孤子理论基础及其研究方法
    2.1 引言
    2.2 非局域非线性薛定谔方程
    2.3 孤子解计算方法
        2.3.1 牛顿迭代法
        2.3.2 松弛法
        2.3.3 分步傅里叶法
        2.3.4 有限差分法
    2.4 本章小结
第3章 竞争非局域介质中的空间光孤子
    3.1 引言
    3.2 物理模型和调制不稳定性分析
        3.2.1 模型与线性微扰分析
        3.2.2 平面波的调制不稳定性
    3.3 亮孤子解和稳定性分析
    3.4 本章小结
第4章 竞争非局域非线性介质中的孤子调控
    4.1 引言
    4.2 竞争非局域介质中的孤子调控
    4.3 孤子相互作用的调控
        4.3.1 反相位孤子间的相互作用
        4.3.2 同相位孤子间的相互作用
    4.4 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢

(4)微腔光频梳及其在微波信号产生中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 光频梳概述
    1.2 微腔克尔光频梳的发展
        1.2.1 光学微腔
        1.2.2 克尔光频梳
        1.2.3 量子光频梳
    1.3 微腔克尔光频梳的应用
        1.3.1 克尔光频梳的经典应用
        1.3.2 光频梳在量子光学中的应用
    1.4 论文的内容与结构安排
第二章 微腔克尔光频梳的理论模型
    2.1 非线性传输及四波混频理论分析
    2.2 微腔克尔光频梳的理论模型
        2.2.1 微腔克尔光频梳半经典模型理论
        2.2.2 微腔克尔光频梳量子模型理论
第三章 微腔克尔光频梳的实验研究
    3.1 微环谐振腔的设计
    3.2 微腔克尔光频梳产生的实验研究
    3.3 孤子晶体频梳
    3.4 呼吸子频梳
    3.5 量子频梳
    3.6 小结
第四章 微腔克尔光频梳的时域测量
    4.1 基于异步采样技术的孤子频梳测量
    4.2 基于时间透镜的克尔光频梳测量
        4.2.1 时间透镜的原理
        4.2.2 基于时间透镜的克尔光频梳测量
    4.3 小结
第五章 基于微腔孤子光频梳的微波信号产生
    5.1 光生微波信号的原理与方法
    5.2 基于微腔孤子光频梳的微波信号产生实验研究
    5.3 基于双光梳拍频的射频信号产生
        5.3.1 双光梳拍频的原理
        5.3.2 双光梳拍频的实验研究
    5.4 小结
第六章 工作总结和展望
    6.1 论文的研究成果及创新
    6.2 展望
参考文献
附录 A 插图与表格索引
附录 B 缩略词
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果

(5)小型化双波长同步稳频光纤脉冲激光器研制(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 被动锁模光纤激光器
        1.2.2 超短脉冲激光放大技术
        1.2.3 双波长光纤脉冲激光器
    1.3 本文的研究内容
        1.3.1 本文的主要研究内容
        1.3.2 研究内容的重点及难点
    1.4 本文的章节安排
2 基于半导体可饱和吸收镜锁模的光纤激光振荡器设计
    2.1 锁模的基本原理及实现方法
        2.1.1 锁模的基本原理
        2.1.2 锁模的实现方法
    2.2 稀土离子的选择与分析
        2.2.1 镱离子的能级结构及光谱特性分析
        2.2.2 铒离子的能级结构及光谱特性分析
    2.3 全保偏结构的掺镱光纤脉冲振荡器设计
        2.3.1 掺镱振荡器结构设计
        2.3.2 结果及分析
    2.4 全保偏结构的掺铒光纤脉冲振荡器设计
        2.4.1 掺铒振荡器结构设计
        2.4.2 结果与分析
    2.5 本章小结
3 光纤激光放大器设计
    3.1 啁啾脉冲放大技术
    3.2 非线性放大技术
    3.3 掺镱激光放大器设计
        3.3.1 结构设计
        3.3.2 结果与分析
    3.4 掺铒激光放大器设计
        3.4.1 结构设计
        3.4.2 结果与分析
    3.5 本章小结
4 光脉冲压缩器设计
    4.1 光脉冲压缩的物理机制
    4.2 空间光栅对的压缩器设计
        4.2.1 光栅对压缩的基本原理
        4.2.2 光栅对压缩器设计及结果分析
    4.3 光纤压缩器设计
        4.3.1 孤子效应压缩的工作原理
        4.3.2 光纤压缩器优化及结果分析
    4.4 本章小结
5 基于飞秒光纤激光器的非线性频率变换技术
    5.1 超连续谱的形成机制
    5.2 激光倍频的物理机制
    5.3 基于掺镱光纤激光器的超连续谱产生
        5.3.1 光子晶体光纤
        5.3.2 产生超连续谱的结构设计
        5.3.3 超连续谱的结果分析
    5.4 基于掺铒光纤激光器的倍频
        5.4.1 倍频器件的选择
        5.4.2 产生的倍频光的结构设计
        5.4.3 倍频光的输出特性测试
    5.5 本章小结
6 光纤脉冲激光系统的稳频与同步技术
    6.1 锁相环的基本原理
    6.2 稳频与同步的技术方案设计
    6.3 方案测试及分析
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(6)掺铒光纤激光器中的非线性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 光纤激光器
        1.2.1 光纤激光器的分类及优点
        1.2.2 掺杂光纤激光器研究现状
    1.3 孤子
        1.3.1 孤子的背景介绍
        1.3.2 光孤子简介
        1.3.3 光孤子的发展概况
    1.4 本文研究内容
第二章 理论基础
    2.1 光纤的传输特性
        2.1.1 光纤的损耗特性
        2.1.2 光纤的色散特性
        2.1.3 光纤的非线性效应
        2.1.4 光纤的增益
    2.2 掺铒光纤激光器的基本原理
        2.2.1 掺铒光纤激光器的结构
        2.2.2 激光系统的能级跃迁
        2.2.3 激光产生原理
    2.3 金兹堡-朗道理论模型
        2.3.1 麦克斯韦方程组
        2.3.2 金兹堡-朗道方程
    2.4 修正的双线性方法
    2.5 本章小结
第三章 掺铒光纤激光器中的孤子脉冲放大
    3.1 引言
    3.2 理论模型
    3.3 孤子脉冲及孤子脉冲的放大
        3.3.1 孤子脉冲的形成
        3.3.2 增益效应对孤子脉冲放大的影响
        3.3.3 增益色散对孤子脉冲放大的影响
        3.3.4 孤子脉冲放大的稳定性分析
    3.4 本章小结
第四章 掺铒光纤激光器中几类孤子脉冲
    4.1 引言
    4.2 理论模型
    4.3 几种类型孤子脉冲的研究
        4.3.1 扭结孤子类型
        4.3.2 灰孤子类型
        4.3.3 Y-型孤子
        4.3.4 亮-暗孤子的混合类型
    4.4 本章小结
    4.5 附录变系数CGLE向常系数CGLE的变换
第五章 总结与展望
    5.1 论文研究成果总结
    5.2 对未来工作的展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(7)平移诱导光折变空间亮孤子的演化及相互作用特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光折变效应及其光折变空间孤子
        1.2.1 光折变效应
        1.2.2 光折变空间孤子理论
    1.3 光折变空间孤子的演化
    1.4 光折变空间孤子的相互作用
    1.5 主要研究内容和论文结构安排
第二章 平移诱导光折变空间亮孤子演化特性研究
    2.1 引言
    2.2 平移诱导光折变空间亮孤子观测实验
    2.3 平移诱导光折变空间亮孤子理论模型
        2.3.1 光孤子理论模型
        2.3.2 光孤子的形成
        2.3.3 光孤子的弯曲特性
    2.4 光孤子轮廓特征
    2.5 光孤子演化的数值分析
    2.6 本章小结
第三章 平移诱导空间亮孤子相互作用研究
    3.1 引言
    3.2 平移诱导光折变空间亮孤子相互作用观测实验
    3.3 平移诱导空间亮孤子相互作用
    3.4 含扩散效应时光孤子的相互作用
    3.5 多个平移诱导空间亮孤子的相互作用
    3.6 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 主要创新点
    4.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的主要学术研究成果
攻读硕士学位期间参与的课题
附件
学位论文评阅及答辩情况表

(8)双光子光折变介质中空间孤子相互作用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 光孤子相关理论的发展概况
        1.2.1 孤子概念的提出
        1.2.2 光孤子概念的提出
    1.3 光折变空间孤子发展概况
        1.3.1 准稳态空间孤子
        1.3.2 屏蔽空间孤子
        1.3.3 光伏空间孤子
        1.3.4 屏蔽-光伏空间孤子
    1.4 双光子模型下的光折变空间孤子研究现状
    1.5 空间孤子的相互作用
    1.6 本文主要的研究内容
第2章 双光子光折变空间孤子基本理论
    2.1 双光子光折变效应模型
    2.2 双光子光折变空间孤子的基本理论
        2.2.1 双光子光折变亮屏蔽空间孤子
        2.2.2 双光子光折变亮光伏孤子
    2.3 有限差分光束传播法(FD-BPM)
    2.4 本章小结
第3章 双光子光折变屏蔽孤子的相互作用
    3.1 引言
    3.2 外加电场对屏蔽孤子演化特性的影响
    3.3 屏蔽空间孤子相互作用的理论模型
        3.3.1 同相屏蔽空间孤子相互作用
        3.3.2 反相屏蔽空间孤子相互作用
        3.3.3 非相干屏蔽空间孤子相互作用
        3.3.4 三束屏蔽孤子相互作用
    3.4 本章小结
第4章 双光子光折变光伏亮空间孤子相互作用
    4.1 引言
    4.2 光伏空间孤子相互作用
        4.2.1 同相光伏空间孤子相互作用
        4.2.2 反相光伏空间孤子相互作用
        4.2.3 非相干屏蔽空间孤子相互作用
        4.2.4 三孤子相互作用
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(9)时空自相似子的传输特性及相互作用研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
    1.1 孤子概念的提出
    1.2 光孤子的提出以及光孤子通信发展动态
        1.2.1 光孤子的提出
        1.2.2 光孤子通信发展动态
    1.3 玻色-爱因斯坦凝聚中的孤子
        1.3.1 概念的提出
        1.3.2 BEC中的亮孤子和暗孤子
        1.3.3 Feshbach共振
    1.4 论文的研究目的和主要内容
    参考文献
第2章 光孤子和自相似子
    2.1 光纤的基本结构
    2.2 色散效应
    2.3 非线性效应
        2.3.1 Kerr效应
        2.3.2 自相位调制和交叉相位调制
        2.3.3 受激拉曼散射
        2.3.4 孤子自频移现象
        2.3.5 脉冲自陡峭现象
        2.3.6 Gordon-Haus效应
    2.4 光孤子的介绍
        2.4.1 时间光孤子
        2.4.2 空间光孤子
        2.4.3 亮孤子和暗孤子
        2.4.4 时空光孤子
        2.4.5 光孤子间的相互作用
    2.5 自相似光孤子
        2.5.1 光波的自相似性
        2.5.2 自相似脉冲的研究进展
        2.5.3 其他类型自相似脉冲
    参考文献
第3章 时空自相似子在三五次非均匀介质中的传输特性
    3.1 引言
    3.2 (3+1)维三五次非线性薛定谔方程及自相似子解
    3.3 时空自相似椭圆波及自相似子的动力学演化特性
    3.4 小结
    参考文献
第4章 时空自相似子在线性势下的传输特性
    4.1 引言
    4.2 线性势下(3+1)维非线性薛定谔方程及自相似子解
    4.3 线性势下时空自相似子的传输特性
        4.3.1 时空自相似子在常数系统中的传输特性
        4.3.2 时空自相似子在周期性系统中的传输特性
    4.4 小结
    参考文献
第5章 时空自相似子的非线性隧穿效应
    5.1 引言
    5.2 任意阶幂次非线性薛定谔方程及自相似子解
    5.3 非线性隧穿效应对自相似子的压缩和展宽
    5.4 小结
    参考文献
第6章 总结和展望
附录 攻读博士学位期间完成的主要科研成果

(10)光致异构系统中孤子的内部振荡及其传输特性的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 空间光孤子
    1.3 时间光孤子
    1.4 时空光孤子
    1.5 本文主要研究的内容
2 时间光孤子的演化
    2.1 光孤子通讯的研究背景
    2.2 光孤子的理论分析
    2.3 在不同介质中光孤子的演化
    2.4 光孤子间相互作用的演化
    2.5 外势场中光孤子的演化
    2.6 本章小结
3 光致异构矢量孤子的内模
    3.1 光致异构矢量孤子内模的研究背景
    3.2 光致异构矢量孤子
    3.3 光致异构矢量孤子的内模
    3.4 数值模拟程序的设计
    3.5 光致异构矢量孤子的内部振荡
    3.6 本章小结
4 贝塞尔晶格孤子的内模
    4.1 二维晶格孤子内模的研究背景
    4.2 贝塞尔晶格中的项链孤子解
    4.3 贝塞尔晶格中项链孤子的内模和稳定性
    4.4 贝塞尔晶格中项链孤子的抖动传播
    4.5 本章小结
5 非线性介质中的贝塞尔孤子簇
    5.1 研究背景
    5.2 柱坐标下的非线性薛定谔方程
    5.3 柱坐标下对非线性薛定谔方程的模拟
    5.4 球坐标下的非线性薛定谔方程
    5.5 球坐标下对非线性薛定谔方程的模拟
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 未来展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士期间发表的学术论文
附录2 一维矢量空间孤子内模演化程序

四、初相位对空间暗孤子传输的影响(论文参考文献)

  • [1]非局域非线性耦合器中暗孤子的传输[J]. 李森清,张肖,林机. 物理学报, 2021(18)
  • [2]拓扑光子晶体光纤[D]. 林浩. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2021(02)
  • [3]向列相液晶中竞争非线性效应对光传输的影响[D]. 厉颖佳. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
  • [4]微腔光频梳及其在微波信号产生中的应用研究[D]. 谢鹏. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020(06)
  • [5]小型化双波长同步稳频光纤脉冲激光器研制[D]. 张彤. 西安工业大学, 2020
  • [6]掺铒光纤激光器中的非线性研究[D]. 黄龙刚. 北京邮电大学, 2016(04)
  • [7]平移诱导光折变空间亮孤子的演化及相互作用特性研究[D]. 戴舒炜. 山东大学, 2014(12)
  • [8]双光子光折变介质中空间孤子相互作用研究[D]. 杨超. 哈尔滨工业大学, 2013(03)
  • [9]时空自相似子的传输特性及相互作用研究[D]. 陈翼翔. 浙江大学, 2013(04)
  • [10]光致异构系统中孤子的内部振荡及其传输特性的研究[D]. 蔡泽彬. 华中科技大学, 2010(11)

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初始相位对空间暗孤子输运的影响
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