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任意非局域程度下的空间光孤子传输特性

史信荣  郭旗  
【摘要】:大量实验与理论表明:液晶的响应函数为e指数衰减响应函数,由于e指数衰减响应函数在零点的不可导,迄今为止,没有文献报导e指数衰减响应介质中任意非局域程度下空间光孤子的研究进展。本文以分步付里叶算法为基础,发展并提出了一种新型的迭代算法,模拟了光束在Kerr型非局域非线性介质中的传输方程,得到了e指数衰减响应介质中任意非局域程度下的空间光孤子,并与任意非局域程度下孤子在高斯型响应的非局域介质中的传输特性作了比较。我们发现孤子在任意非局域程度下呈现了不同的特征:首先,无论非局域介质的响应函数是高斯型还是e指数衰减型,孤子的波形是不同的;对于相同的非局域程度,孤子的波形基本重合,孤子波形始终从强非局域时的高斯型函数向局域时的双曲正割型函数渐变。其次,非局域程度越强,孤子的临界功率越高。孤子的相位随传输距离的增加而增加, 然而相移的比率随非局域程度的减弱而减弱。强非局域情况下,孤子的相移远比局域情况下的相移大的多。而且,对于相同的非局域程度(如非局域程度小于0.3),高斯型响应介质下孤子的临界功率或相移比e指数衰减型响应介质的临界功率或相移大得多,且定性地解释了任意非局域程度下相移产生的机理, 即折射率包络在中心点的值产生了最大相移。最后对任意非局域程度下孤子存在的稳定性作了定量分析,我们发现当微扰量为0.01时,孤子的波形与加微扰量后的输出波形没有任何差别。

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