为了研究非相干耦合亮-暗孤子族的特性,采用数值模拟的方法,求解孤波耦合方程,在 综合考虑线性和二次电光 效应的情况下,分析了亮-暗孤子族的稳态解和传播特性。结果表明：当外加电场为正值时,系统所支持的亮-暗孤子族中, 各亮孤子分量的强度之和略大于暗孤子分量的强度之和,此时,线性和二次电光效应所导致的非线性是相互增强的。 当外加电场为负值时,系统所支持的亮-暗孤子族中,各亮孤子分量的强度之和略小于暗孤子分量的强度之和, 此时,线性和二次电光效应所导致的非线性是相互抵消的。此外,亮-暗孤子族中的各个分量均可以稳定传输。

为了研究入射光强对多个亮屏蔽孤子之间相干相互作用的影响, 采用数值模拟的方法求解孤波演化方程。在特定的相互作用距离和相对相位条件下, 改变入射孤子的光强, 分别对2个孤子和3个孤子的相干相互作用做了分析。结果表明, 在同相位条件下, 2个孤子的相互作用表现出融合-分开-融合的周期性;对3个孤子, 这种周期性消失;同时表现出能量的定向转移特性。改变入射光强的大小, 能够控制能量转移的方向。在相反相位的情况下, 2个孤子和3个孤子类似, 都表现出相互排斥的相互作用, 入射光强的大小会影响相互作用的程度。当孤子之间相位差为π/2时, 2个孤子和3个孤子都表现出能量的定向转移, 能量转移方向由相对相位差的符号决定;对3个孤子, 随着入射光强的增加, 伴随着能量的转移, 还会表现出一定的排斥作用。此研究结果说明入射光强对孤子的相互作用具有一定的调节作用。

基于无偏压光伏光折变晶体, 理论研究了热电效应和光伏效应共同作用下的稳态空间孤子对.从非相干耦合波方程出发，推导了热电光伏孤子对的数值解；采用有限差分方法，数值模拟了各类孤子对的强度包络.结果表明：在自散焦光伏光折变晶体中，当正的热电场远大于光伏场时，亮-亮孤子对可以存在；当暗-暗或者灰-灰孤子对存在时，负的热电场可以增强自散焦效应，进而减小孤子的半峰全宽.各类孤子对的半峰全宽可以通过改变热电场的大小而加以操控.此外，非相干耦合热电光伏孤子对可以在一定条件下分别退化成热电孤子对或者光伏孤子对.借助晶体的热电效应，可以使光折变晶体LiNbO3从自散焦转变成自聚焦，从而灵活控制晶体中孤子对的特性.

为了研究开路光折变聚合物中存在非相干耦合空间孤子对,基于聚合物光折变效应的理论, 证明了稳态开路条件下光折变聚合物中存在非相干耦合亮-亮、暗-暗、灰-灰和亮-暗光伏空间孤子对。 结果表明:孤子对是由两束偏振方向和波长都相同而且互不相干光耦合形成的。 孤子对两光束都能在光伏光折变聚合物中稳定传播。

为了获得1维独立空间孤子对在加偏压中心对称双光子光折变晶体串联回路中演化的结果, 基于中心对称双光子光折变效应的理论, 证明在中心对称双光子光折变晶体串联回路中存在1维独立屏蔽空间孤子对, 理论研究了独立暗-暗和明-暗孤子对的空间包络、动态演化和稳定性。结果表明, 暗孤子通过光电流能影响孤子对中另一孤子, 但明孤子不能。

为了得到双光子光折变晶体中全息屏蔽空间孤子的结果,基于双光束耦合耗散系统和双光子光折变效应,证明了外加偏压的双光子光折变晶体中存在一种新的全息屏蔽空间孤子。此类孤子需要满足两种平衡,一是损耗与增益之间的平衡,增益由抽运光通过两波耦合为信号光提供;二是衍射与非线性之间的平衡,非线性包括外加电场的非均匀屏蔽和两波耦合对折射率的周期性调制。在信号光远小于抽运光的条件下得出了全息亮和暗孤子的解析表达式。研究了全息屏蔽孤子的演化特性。

提出了在两块单光子光折变晶体和一个电源通过导线串联而成的回路中存在灰-灰屏蔽光伏空间孤子对的理论。在适当的条件下,推出了在晶体回路中两光束传播的耦合方程。证明了灰-灰独立屏蔽光伏孤子对的存在。研究结果表明,孤子对中的两灰孤子通过光诱导电流而相互影响,它们的相互耦合能影响到彼此的空间包络、动态演化和稳定性。

为了得到光折变晶体中非相干耦合空间孤子对统一理论的结果，基于单光子光折变空间光孤子的基本理论模型，建立了稳态条件下有分压电阻和e偏振非相干均匀背景光辐照的单光子光伏光折变晶体中非相干耦合空间孤子对理论. 研究表明：这种孤子对是由两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的， 孤子对两光束都能在晶体中稳定传播;当分压电阻、e偏振背景光、外加电场和光伏场取不同值时, 可获得14种光折变非相干耦合空间孤子对. 本文的结果对完善和充实光折变空间孤子理论体系有重要意义.

为了得到o偏振光对光折变屏蔽光伏空间孤子影响的结果，基于单光子光折变效应理论模型，建立了有分压电阻和o偏振均匀背景光辐照的光伏光折变晶体中的屏蔽光伏空间孤子理论。结果表明，当外加电场和光伏场的取值使晶体中形成暗孤子时，仅改变o背景光与孤子光的有效glass系数之比即可在晶体中获得明孤子;孤子的强度半峰全宽随o背景光强度与暗辐射强度比值的增大而增大，随o背景光与孤子光电离截面的比值的增大而增大。这从理论上为实现光折变晶体中暗孤子到明孤子的转换提供了一种全新的思路。

为了得到闭路光折变有机聚合物中存在非相干耦合亮暗光伏空间孤子对，采用数值模拟的方法，对稳态情况下两束互不相干的光束，在闭路光伏光折变有机聚合物中的传播进行了研究。结果表明，具有相同偏振和相同波长的两束互不相干的光束，可在光伏光折变有机聚合物中形成非相干耦合亮暗光伏孤子对。在给定适当参量或扰动不太大的情况下，孤子对中的亮孤子和暗孤子都能在光伏光折变有机聚合物中稳定传播。研究结果可为光折变有机聚合物空间孤子理论的发展提供理论依据。