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空间光孤子在全光开关、全光逻辑光路以及全光光互连器件等光子信息处理器件上有着广泛的应用前景,因此近年来受到相当大的关注,成为非线性光学领域的研究热点。
本文研究了在非局域非线性克尔介质中(1+1)维和(1+2)维厄密高斯光束的传输问题,共分四章,具体内容安排如下:
第一章:介绍了非局域空间光孤子的概念及其近年来的研究进展。
第二章:非局域克尔介质中厄密高斯光束传输的变分研究。通过对介质实对称响应函数的泰勒展开,大大地简化了非局域非线性薛定谔方程所对应的拉格朗日密度,利用变分法对光束的传输问题进行了分析。我们设试探解为厄密高斯函数,求出了试探解中各个参量的演化方程,通过求解这些方程,得到了自聚焦介质中的厄密高斯型孤子波的精确解析解,当输入功率达到临界功率时,即形成高阶空间光孤子(厄密高斯孤子),其最低阶(基模光孤子)就是高斯孤子。通过与数值模拟的结果比较,发现解析解与数值解符合的比较一致。随着非局域程度的增加,解析解更加接近数值解。
第三章:非局域克尔介质中一般情况下(a不等于b)厄密高斯光束传输的变分研究。利用近似变分法讨论了具有高斯响应的非局域非线性介质中高阶光束传输的物理特性。直接用数值解作为模拟光束传输的初始值,我们发现光束的传输特性随着非局域程度的改变而改变,当介质的非局域程度比较小时,厄密高斯光束分裂成为几个单独的光束传输,而当非局域程度比较大时,厄密高斯光束能够稳定的传输而保持宽度不变,形成了孤子。
第四章:总结。