带隙孤子的输运

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作者 程璐 陈园园 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期741-750,共10页

在非线性周期系统中,非线性和色散关系平衡能够产生空间局域的带隙孤子.这类孤子的一个显著特点为不容易进行空间移动.本工作提出通过周期地调制周期势的方法来实现带隙孤子的空间输运.首先通过数值计算找到稳定的带隙孤子,然后将其作... 在非线性周期系统中,非线性和色散关系平衡能够产生空间局域的带隙孤子.这类孤子的一个显著特点为不容易进行空间移动.本工作提出通过周期地调制周期势的方法来实现带隙孤子的空间输运.首先通过数值计算找到稳定的带隙孤子,然后将其作为初始态在周期性变化的周期势场中进行演化.研究发现,如果势场的周期性变化足够缓慢,带隙孤子可以高保真度地进行空间传输.该工作为带隙孤子的输运提供了一种可能方案. 展开更多

关键词 带隙孤子 光学超晶格 玻色–爱因斯坦凝聚体 保真度

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三体作用下准一维玻色-爱因斯坦凝聚体中表面带隙孤子及其稳定性

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作者 王青青 周玉珊 +5 位作者 王静 樊小贝 邵凯花 赵月星 宋燕 石玉仁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期112-123,共12页

数值研究了具有三体相互作用的均匀介质界面和半无限雅克比椭圆正弦势下准一维玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensate,BEC)中的表面带隙孤子及其稳定性.在平均场近似下,其动力学行为可用3次-5次Gross-Pitaevskii方程描述.首先... 数值研究了具有三体相互作用的均匀介质界面和半无限雅克比椭圆正弦势下准一维玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensate,BEC)中的表面带隙孤子及其稳定性.在平均场近似下,其动力学行为可用3次-5次Gross-Pitaevskii方程描述.首先用牛顿-共轭梯度法寻找表面带隙孤子,发现表面亮孤子仅当化学势小于0时才可于带隙内激发,但表面扭结孤子和气泡孤子既可存在于带隙中也可存在于能带中.然后采用线性稳定性分析和非线性动力学演化研究了孤子的稳定性,结果表明三体相互作用会明显影响表面亮孤子的稳定性,表面扭结孤子既有稳定的也有不稳定的,但表面气泡孤子均不稳定. 展开更多

关键词 玻色-爱因斯坦凝聚体 表面带隙孤子 三体相互作用 牛顿共轭梯度法

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光纤布拉格光栅中隙孤子的EPP方法分析 被引量：1

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作者 李小路 江月松 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期269-271,共3页

提出了利用EPP方法分析光纤布拉格光栅中隙孤子的解。基于非线性耦合模式方程(NLCME)定性地分析了无微扰条件下的隙孤子参数与孤子的其它特性的关系。利用EPP方法分析了隙孤子的能量特性。证明了隙孤子的速度影响形态特性和能量分布。... 提出了利用EPP方法分析光纤布拉格光栅中隙孤子的解。基于非线性耦合模式方程(NLCME)定性地分析了无微扰条件下的隙孤子参数与孤子的其它特性的关系。利用EPP方法分析了隙孤子的能量特性。证明了隙孤子的速度影响形态特性和能量分布。从理论上解释了已观察到的一系列隙孤子的试验现象,对光纤布拉格光栅中产生隙孤子的应用具有理论意义。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 隙孤子 非线性耦合模式方程 EPP方法 微扰

原文传递

凝聚体隙孤子的动力控制

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作者 杨如曙 《湖南文理学院学报（自然科学版）》 CAS 2009年第3期35-39,共5页

发展了研究光晶格中波色-爱因斯坦凝聚体线性与非线性激发动力学性质的系统控制方法,得到了周期势下波色-爱因斯坦凝聚体孤子解析解和典型色散关系.通过对孤子解析解的分析,发现原子相互作用强度对波色-爱因斯坦凝聚体孤子的动力学性质... 发展了研究光晶格中波色-爱因斯坦凝聚体线性与非线性激发动力学性质的系统控制方法,得到了周期势下波色-爱因斯坦凝聚体孤子解析解和典型色散关系.通过对孤子解析解的分析,发现原子相互作用强度对波色-爱因斯坦凝聚体孤子的动力学性质有重要影响. 展开更多

关键词 波色-爱因斯坦凝聚体 隙孤子 量子控制 系统控制

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三体相互作用下准一维玻色-爱因斯坦凝聚体中的带隙孤子及其稳定性 被引量：3

5

作者 唐娜 杨雪滢 +4 位作者 宋琳 张娟 李晓霖 周志坤 石玉仁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期87-96,共10页

具有三体相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensate,BEC)束缚于雅可比椭圆周期势中,在平均场近似下可用3-5次Gross-Pitaevskii方程(GPE)描述.首先利用多重尺度法对该系统进行了理论分析,将GPE化为一定态非线性薛定谔方程... 具有三体相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensate,BEC)束缚于雅可比椭圆周期势中,在平均场近似下可用3-5次Gross-Pitaevskii方程(GPE)描述.首先利用多重尺度法对该系统进行了理论分析,将GPE化为一定态非线性薛定谔方程(Nonlinear Schr?dinger Equation,NLSE),并给出了一类带隙孤子的解析表达式.然后采用牛顿共轭梯度法数值得到了该系统中存在的两类带隙孤子,发现孤子的振幅随着三体相互作用的增强而减小,这与多重尺度法分析所得结论一致.最后用时间劈裂傅里叶谱方法对GPE进行长时间动力学演化以考察孤子的稳定性,发现系统中既存在稳定的带隙孤子,也存在不稳定的带隙孤子,且外势的模数会对孤子的结构和稳定性产生明显影响. 展开更多

关键词 玻色-爱因斯坦凝聚 带隙孤子 三体相互作用 稳定性

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一维铁磁链中的磁隙孤子激发

6

作者 许长谭 《临沂师范学院学报》 2001年第4期9-12,共4页

采用Holstein Primakoff变换、相干态表示、含时微扰原理和多重标度方法 ,研究了Aharonov Bohm(A B)磁通对一维铁磁链中的磁隙孤子产生的影响 ,得到了在A B磁通影响下的磁隙孤子的峰值、宽度。

关键词 Aharonov-Bonm磁通 磁隙孤子 铁磁链 一维铁磁体 孤子激发 孤子性质

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水槽中的带隙孤子及其非线性响应 被引量：1

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作者 肖雨濛 陶智勇 何维予 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第5期972-973,共2页

近20年来．带隙孤子受到了研究人员的广泛关注。和禁带结构相伴，带隙孤子出现在Bragg光栅光纤，二维和三维光子晶体等许多光学结构中。与一般的包络孤子不同，带隙孤子的谱带位于线性波禁带之中，其传播速度有可能远远小于媒质光速，... 近20年来．带隙孤子受到了研究人员的广泛关注。和禁带结构相伴，带隙孤子出现在Bragg光栅光纤，二维和三维光子晶体等许多光学结构中。与一般的包络孤子不同，带隙孤子的谱带位于线性波禁带之中，其传播速度有可能远远小于媒质光速，甚至于完全静止，所以又被称为慢孤子和驻孤子（完全静止时）。在光学实验中驻孤子很难激发和直接观测，因此只能将其与波导阵列中的离散孤子（DiscreteSolitons）相类比来加以研究，无法在实验上测量驻孤子的非线性响应。 展开更多

关键词 非线性响应 隙孤子 BRAGG光栅 水槽 三维光子晶体 光学实验 研究人员 光学结构

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揭示了非线性周期系统中能隙孤子和布洛赫波的对应关系

8

《中国科学院院刊》 2009年第3期308-308,共1页

周期系统是物理学研究的焦点问题之一。物理所／北京凝聚态物理国家实验室凝聚态理论与材料计算室研究员吴飙和博士生张永平揭示了一维非线性周期系统中这两种性质完全不同的解即布洛赫波和基本能隙孤子间存在着一种对应关系：布洛赫波... 周期系统是物理学研究的焦点问题之一。物理所／北京凝聚态物理国家实验室凝聚态理论与材料计算室研究员吴飙和博士生张永平揭示了一维非线性周期系统中这两种性质完全不同的解即布洛赫波和基本能隙孤子间存在着一种对应关系：布洛赫波可被看作无数基本能隙孤子组成的孤子串。以此对应关系为基础，从布洛赫能谱出发，他们发现在不做任何计算的情况下可以得到一系列基本孤子的一般性质。 展开更多

关键词 线性周期系统 对应关系 隙孤子 中能 凝聚态理论 国家实验室 凝聚态物理 焦点问题

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饱和非线性超晶格中带隙孤子的特性研究

9

作者 黎磊 胡佐富 +2 位作者 陈文洁 陈彦彰 钟超 《井冈山大学学报（自然科学版）》 2022年第6期1-6,共6页

利用光谱重构法求解了聚焦饱和非线性超晶格半无穷带隙中的基模孤子,并研究了饱和程度和超晶格势场的相对强度对孤子的功率、稳定性的影响。研究结果表明:对于给定相对强度的超晶格势场,当饱和程度较低时,孤子在高功率区域不稳定,并且... 利用光谱重构法求解了聚焦饱和非线性超晶格半无穷带隙中的基模孤子,并研究了饱和程度和超晶格势场的相对强度对孤子的功率、稳定性的影响。研究结果表明:对于给定相对强度的超晶格势场,当饱和程度较低时,孤子在高功率区域不稳定,并且孤子的稳定范围随着饱和程度的增大而变宽;当饱和程度较高时,孤子功率随传播常数增大快速增大,但孤子是稳定的。此外,对于给定的低饱和程度,孤子的稳定范围随着超晶格中低频格子相对强度的增大而变宽。 展开更多

关键词 带隙孤子 超晶格 饱和非线性 光谱重构

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分数阶衍射蜂窝晶格中带隙涡旋孤子的传输与控制

10

作者 王娟芬 韦鑫 +3 位作者 刘帅 杨玲珍 薛萍萍 樊林林 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期125-135,共11页

基于分数阶非线性薛定谔方程,研究分数阶衍射效应下蜂窝晶格中带隙涡旋光孤子的存在性与传输特性.首先采用平面波展开法得到蜂窝晶格能带结构,其次在带隙结构中分别采用改进的平方算子迭代法、分步傅里叶法和傅里叶配置法研究含有蜂窝... 基于分数阶非线性薛定谔方程,研究分数阶衍射效应下蜂窝晶格中带隙涡旋光孤子的存在性与传输特性.首先采用平面波展开法得到蜂窝晶格能带结构,其次在带隙结构中分别采用改进的平方算子迭代法、分步傅里叶法和傅里叶配置法研究含有蜂窝晶格势的分数阶非线性薛定谔方程中带隙涡旋孤子的模式及其传输特性.研究结果发现带隙涡旋孤子的传输特性受Lévy指数和传播常数的影响.在稳定区间,带隙涡旋孤子可以稳定传输,而在非稳定区间,带隙涡旋孤子会随着传输距离的增加而逐渐汇聚,失去环状结构演变为基孤子.且Lévy指数越大,带隙涡旋孤子能够稳定传输的距离越长,功率越低.此外,相邻晶格同相位两个带隙涡旋孤子与旁瓣能量相叠加,反相位两带隙涡旋孤子与旁瓣能量相抵消,传输过程中逐渐失去环状结构,演化为类偶极子模式,且受方位角调制影响而周期性旋转.在非相邻晶格处两带隙涡旋孤子,由于旁瓣影响较小,带隙涡旋孤子在传输过程中能较好地保持环状结构. 展开更多

关键词 分数阶薛定谔方程 蜂窝晶格 带隙涡旋孤子 相互作用

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光纤布拉格光栅中的隙孤子存在条件 被引量：3

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作者 李小路 江月松 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1549-1553,共5页

提出光纤布拉格光栅中产生隙孤子的条件和参量制约关系。利用非线性耦合模式方程建立光纤布拉格光栅中孤子的传播方程,通过扰动方法建立了参量的微分方程,计算得到参量近似解。以周期非线性光学介质中隙孤子存在的条件为依据,数学计算... 提出光纤布拉格光栅中产生隙孤子的条件和参量制约关系。利用非线性耦合模式方程建立光纤布拉格光栅中孤子的传播方程,通过扰动方法建立了参量的微分方程,计算得到参量近似解。以周期非线性光学介质中隙孤子存在的条件为依据,数学计算分析得到两组参量关系不等式。最终通过数值计算说明了这些参量之间存在制约关系和物理意义。从而理论上说明了在光纤布拉格光栅中隙孤子存在需要选择适当参量。为光纤布拉格光栅中产生隙孤子的实验和进一步的工程应用提供了理论基础。 展开更多

关键词 非线性光学 光纤布拉格光栅 隙孤子 非线性耦合模式方程 无因次群速度

原文传递

光子晶格中新颖的空间带隙孤子——饶毓泰基础光学二等奖介绍

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作者 楼慈波 宋道红 +3 位作者 唐莉勤 陈星宇 许京军 陈志刚 《物理》 CAS 北大核心 2008年第4期239-246,共8页

光子晶格作为一种光学周期性离散体系,具有通常均匀介质所无法比拟的独特性质,它为空间离散孤子、表面波以及衍射操控等一系列线性和非线性离散动力学行为的实验观测提供了便利条件,同时在全光路由、全光开关和光子计算机等方面具有重... 光子晶格作为一种光学周期性离散体系,具有通常均匀介质所无法比拟的独特性质,它为空间离散孤子、表面波以及衍射操控等一系列线性和非线性离散动力学行为的实验观测提供了便利条件,同时在全光路由、全光开关和光子计算机等方面具有重要的应用前景.文章简要回顾了南开大学的研究小组近期在二维光子晶格中有关空间带隙孤子的一系列研究工作,包括二维基本带隙孤子、类偶极带隙孤子、带隙孤子串以及涡旋带隙孤子等.在有的实验过程中,文章作者清晰地观测到探测光束的频谱整形,波常数从具有反常衍射的导带底部演化到光子禁带中,并且通过干涉图反映的相位关系验证了带隙孤子形成.实验的结果可以为其他离散系统中带隙孤子态的观测提供有益参考和启示. 展开更多

关键词 光子晶格 带隙结构 空间带隙孤子

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光诱导光子晶格中非线性空间频谱整形和带隙孤子串的实现

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作者 楼慈波 许京军 陈志刚 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2008年第2期11-11,共1页

在二维光子晶格中实现空间二维带隙孤子和带隙孤子串,利用光子晶格进行非线性空间频谱整形。实验中清晰观测到在自散焦非线性作用下,探测光束从反常衍射导带底部演化到带间的禁带形成带隙孤子过程及其空间频谱的非线性整形过程。

关键词 空间带隙孤子 光子晶格 频谱整形

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中心对称光折变晶体中Kagome光子晶格内带隙孤子的研究

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作者 张宝菊 卢克清 +1 位作者 高立许 赵冲 《量子光学学报》 北大核心 2017年第1期61-66,共6页

研究了中心对称光折变晶体中Kagome光子晶格内带隙孤子的存在及其稳定性。结果表明:带隙孤子只存在于半无限带隙内,中功率的带隙孤子是稳定的,高功率和低功率的带隙孤子是不稳定的。在高功率和中功率区域内,带隙孤子的功率随传播常数的... 研究了中心对称光折变晶体中Kagome光子晶格内带隙孤子的存在及其稳定性。结果表明:带隙孤子只存在于半无限带隙内,中功率的带隙孤子是稳定的,高功率和低功率的带隙孤子是不稳定的。在高功率和中功率区域内,带隙孤子的功率随传播常数的增加而减小。在低功率区域内,带隙孤子的功率随传播常数的增加而变大。 展开更多

关键词 带隙孤子 光子晶格 光折变晶体 非线性光学

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光晶格中超流费米气体的能隙孤子

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作者 杨树荣 蔡宏强 +1 位作者 漆伟 薛具奎 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期36-40,共5页

研究了一维光晶格中超流费米气体的能隙孤子.应用平均场理论和超流费米气体的流体动力学模型,利用变分法得到了在整个跨越区超流费米气体在光晶格中存在带隙孤子的条件,即原子间的非线性相互作用项与系统化学势以及晶格深度的相互关系.... 研究了一维光晶格中超流费米气体的能隙孤子.应用平均场理论和超流费米气体的流体动力学模型,利用变分法得到了在整个跨越区超流费米气体在光晶格中存在带隙孤子的条件,即原子间的非线性相互作用项与系统化学势以及晶格深度的相互关系.通过对超流费米气体的基态能隙孤子空间分布的分析与对比,揭示了在一维情况下超流费米气体能隙孤子的存在并发现超流费米气体能隙孤子在整个跨越区当系统从Bose-Einstein凝聚端跨越到BCS端时孤子存在的条件与孤子空间分布存在明显的差别. 展开更多

关键词 超流费米气体 光晶格 能隙孤子

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非线性周期结构光纤中的隙孤子

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作者 刘军民 徐文成 《激光与光电子学进展》 CSCD 1995年第A01期129-129,共1页

关键词 光纤 隙孤子 周期结构 非线性效应

原文传递

吴飙等揭示非线性周期系统中能隙孤子和布洛赫波的对应关系

17

《中国科学基金》 CSCD 北大核心 2009年第3期154-154,共1页

周期系统是物理学研究的焦点问题之一，例如晶格周期势场中电子的运动是固体物理学的基础。伴随实验技术的发展，最近涌现了一批新型的人工周期系统，比如光晶格中的超冷原子气，波导阵列和由光诱导的光子晶格，等等。这些系统除了都具... 周期系统是物理学研究的焦点问题之一，例如晶格周期势场中电子的运动是固体物理学的基础。伴随实验技术的发展，最近涌现了一批新型的人工周期系统，比如光晶格中的超冷原子气，波导阵列和由光诱导的光子晶格，等等。这些系统除了都具有周期性外还具有非线性。这样，这些周期系统既可以拥有熟知的延展的布洛赫态又可以拥有局域的孤子解。这种在周期系统中的孤子解通常叫能隙孤子（gapsoliton）。它分为基本（fundamental）能隙孤子和高阶能隙孤子。 展开更多

关键词 线性周期系统 隙孤子 对应关系 固体物理学 中能 焦点问题 周期势场 实验技术

原文传递

基于电磁场理论的光纤光栅孤子的理论分析

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作者 李小路 江月松 黎芳 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期86-90,94,共6页

在电磁场理论基础上建立了光纤光栅孤子的矩阵传递函数进行理论分析。基于电磁场理论建立了光纤光栅中的孤子的光波传播电磁波模型,并用光波的复振幅矢量表达式描述,利用Cayley-Hamilton定理和第二类切比雪夫多项式进行化简计算。基于... 在电磁场理论基础上建立了光纤光栅孤子的矩阵传递函数进行理论分析。基于电磁场理论建立了光纤光栅中的孤子的光波传播电磁波模型,并用光波的复振幅矢量表达式描述,利用Cayley-Hamilton定理和第二类切比雪夫多项式进行化简计算。基于此数学模型的光栅反射率和透射率的数学分析,从理论上得到关于长短周期光栅和深浅度调制光栅的特性分析,并得到光栅初始位置的向前向后电场幅值差对终端孤子的电场分布的影响。此方法对进一步分析非线性光纤光栅的特性和多种形式的光纤光栅的制作有通用价值。 展开更多

关键词 光纤光栅 布拉格孤子 隙孤子 矩阵传递公式 凯莱-哈蜜顿定理 第二类切比雪夫多项式

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二维非线性非局域PT对称光晶格中的孤子

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作者 陈顺芳 成乐涛 金刚 《湖北科技学院学报》 2016年第5期1-5,共5页

本文研究了非局域非线性(2+1)维PT对称光晶格势中孤子的传输特性。首先,使用改进的平方算符法得到孤子数值解,然后用傅里叶配点法得到了孤子的稳定性情况,对于孤子在介质中传输的稳定性情况我们采用分布傅里叶算法得到了它的传播情况。... 本文研究了非局域非线性(2+1)维PT对称光晶格势中孤子的传输特性。首先,使用改进的平方算符法得到孤子数值解,然后用傅里叶配点法得到了孤子的稳定性情况,对于孤子在介质中传输的稳定性情况我们采用分布傅里叶算法得到了它的传播情况。分析了线性和非线性情况下光束的不同传播行为。研究发现在非局域非线性(2+1)维PT对称光晶格势中,孤子是否存在与它的传播常数,调制深度有着密切的关系,孤子的强度会随着传播常数的增大而增加,稳定性却随之减弱。当光功率超过一定值时孤子不能稳定传输。 展开更多

关键词 非局域非线性 改进的平方算符法 带隙孤子 分步傅里叶算法

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