基于分数阶复系数金兹堡朗道系统的涡旋光孤子研究

来源 :广东技术师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiezhen120
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本文主要探究的内容是椭圆涡旋光束在不同参数条件下产生稳定传输或不稳定传输的光学孤子。由于椭圆涡旋光束产生的光学孤子在光器件方面有很好的应用前景,所以本文研究了在分数阶复系数三次-五次金兹堡朗道系统中椭圆涡旋光束入射产生的空间光学孤子特性。该工作未见其他科研人员的研究报道,是空间光孤子研究的进一步拓展,具有重要的创新性。我们使用非线性光学传输领域常用的分步傅里叶方法,利用这种数值方法得到了在不同分数阶衍射的莱维指数和系统参数取值范围下,椭圆涡旋孤子的传播动力学,并且将其规律详细总结归纳。本文的主要工作包括以下三个部分:1.在莱维指数小于1,拓扑电荷数为1和2时候,我们找到了稳定的空间光学孤子可以生成的参数区域范围,它们包括了耗散基波单孤子、偶极子光学孤子、三极子光学孤子、四极子光学孤子,这些情况都可以长距离稳定的传输,这些空间光学孤子存在于合适的其它参数取值和椭圆涡旋光束的椭圆系数下。2.在莱维指数大于1,拓扑电荷数为1和2时候,我们发现依然存在稳定的基波单孤子,另外存在的偶极子光学孤子、三极子光学孤子均不能完全稳定的传输,最后发现四极子光学孤子消失在这种情况下。3.在拓扑电荷数S取值从1到4时候,通过调整系统的其它参数,使得入射到耗散介质中的椭圆涡旋光束可以逐渐演化为圆环形的涡旋光束并且保持其稳定的圆环形特征。我们揭示了莱维指数值和椭圆系数对产生稳定圆环形涡旋孤子的影响,并且找到对应参数区域。鉴于金兹堡朗道是一类重要的非线性模型,存在于光学、凝聚态物理、超导和等离子体等许多系统中,所以本论文成果在光信息处理器件、光镊微纳控制技术、凝聚态物理和等离子体等领域中具有很好的应用价值,并为研发新型光器件提供不可或缺的理论依据。
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