为了寻找产生怪波的原因和本质方法,文章采用快速分步傅里叶算法,找到了激发怪波串的一种方法。研究发现:如果选择平面波背景上增加微小的怪波扰动作为初始波在非线性薛定谔方程中传输演化后能激发大量的怪波串。并且平面波背景和微扰项是初始波形成怪波串的必要条件。文章分别对一阶怪波、二阶怪波和三阶怪波微扰后作为初始波进行了传输研究,并研究了微扰项对怪波强度的影响和微扰项的取值范围。
怪波 非线性薛定谔方程 数值模拟 传输演化 rogue wave NLS numerical simulation transmission evolution
为了操控在非线性克尔介质中传输的光孤子, 以薛定谔方程为模型, 采用分步傅里叶数值模拟的方法, 分别研究了在非线性自聚焦克尔介质中添加高斯势垒、高斯势阱、Scarf-Ⅱ势垒(阱)和周期势垒(阱)后, 光孤子在非线性克尔介质中的传输情况.通过改变势垒(阱)的高度(深度)、高斯势垒(阱)和Scarf-Ⅱ势垒(阱)的宽度, 或者周期性势垒的周期, 可实现对光孤子的操控.随着参数取值的不同, 光孤子在传输中出现了反射、隧穿、周期性摆动、直线传播、分裂、光强增大等不同的现象.研究结果可为光开关和光控光技术提供参考.
非线性光学 光孤子 数值模拟 势垒 势阱 Nonlinear optics Solitons Numerical simulation Potential barrier Potential trap
1 太原工业学院 理学系，太原 030008
2 中国移动通信集团山西有限公司，太原，030032
为了研究Hirota方程的二阶怪波解和它在光纤中的传输特性，数值分析了二阶怪波的形成机理，并采用分步傅里叶方法数值模拟了二阶怪波在光纤中的传输特点.结果表明：二阶怪波可以看作两个怪波逐渐靠近的结果；在光纤中传输时，随着距离的增加，二阶怪波最终分裂成两组次波，每组次波的能量值降为初值的一半，它们之间的距离越来越大且互不干扰，并随着距离的增加能量逐渐降低.数值分析了自陡峭和自频移对二阶怪波传输的影响，发现自陡峭引起二阶怪波在传播过程中左波峰能量大于右波峰能量，自频移使怪波的中心发生了非线性偏离，且参数的正负决定偏离的方向.
非线性光学 Hirota方程 数值模拟 二阶怪波 自频移 Nonlinear optics Hirota equation Numerical simulation 2-order rogue Self-steepening 光子学报
2016, 45(10): 1006003
1 太原工业学院理学系， 山西 太原 030008
2 哈尔滨工业大学物理系， 黑龙江 哈尔滨 150001
激光束照射液体产生的热累积效应会引起其折射率变化，从声光方程出发分别分析了液体瞬态折射率与稳态热致折射率产生的机理，研究了透镜焦距以及入射波长对去离子水折射率的影响。利用表面等离子体共振检测系统对温度改变的高度敏感性，建立了一种新型的液体棱镜检测系统，数值模拟了不同功率下去离子水的稳态共振曲线，当功率变化为0.7 W时，其折射率变化为1.4×10-3。采用功率可调的980 nm的连续激光器对去离子水的热光效应进行了实验研究，得到了其稳态热致折射率随功率的变化关系，当功率变化0.7 W时，其折射率变化为3.35×10-3，最后剖析了实验与理论之间误差的可能来源。
表面光学 棱镜 共振 表面等离子体 热光效应
1 太原工业学院理学系, 山西 太原 030008
2 山西医科大学物理教研室, 山西 太原 030001
3 山西大学理论物理研究所, 山西 太原 030006
求出高阶Hirota方程在可积条件下的一种精确呼吸子解, 并在解的基础上得到Hirota方程的一种怪波解。 从怪波解的形式和图形中深刻认识到怪波的两个特征——时空局域性和高能量特点, 认识到怪波产生的物理机制——平面波和其他波的叠加。利用分布傅立叶方法数值研究了怪波在考虑自频移和拉曼增益时的传输特性, 自频移使怪波中心发生偏移, 拉曼增益使怪波分裂得更快；数值模拟了怪波之间的相互作用特点——随着怪波之间距离的减小, 怪波将合二为一, 成为一束怪波, 之后再分裂, 并分析了拉曼增益和自频移对怪波相互作用的影响。
Hirota方程 怪波 拉曼增益 Hirota equation rogue wave Raman gain
采用拟解法给出了Ginzberg-Landau方程类孤波解的参数表达式.通过数值模拟对啁啾超短脉冲间的相互作用进行了研究.结果表明, 随着相邻孤子间距离的减小,它们之间的相互作用变得越来越严重.传统的不等振幅法在一定程度上可以抑制孤子间的相互作用,通过选取合适的振幅比,找到了相邻孤子间相互作用平衡的最小距离,这对提高光纤传输的比特率具有十分重要的意义.讨论了多孤子间的相互作用,找到了抑制四孤子之间相互作用的合适振幅比.
超短脉冲 孤子 相互作用 数值模拟
