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基于黑磷纳米粒子的掺铒光纤激光器中暗孤子的产生
摘要： 我们首次基于黑磷纳米颗粒（BPNPs）在掺铒光纤（EDF）激光器中实现了暗孤子（DSs）的产生。通过将沉积有BPNPs的侧抛光纤嵌入激光器，增强了激光腔的双折射和非线性特性。实验表明，BPNPs具有5.7%的光学调制深度和21.7 MW/cm2的可饱和强度等可饱和吸收特性。当BPNPs可饱和吸收体（SA）插入EDF激光器后，在90 mW泵浦功率下获得了重复频率为14.68 MHz的暗孤子。研究结果证明，BPNPs是EDF激光器中产生暗孤子的理想候选材料。
关键词： 侧抛光纤，暗孤子，黑磷纳米颗粒
更新于2025-11-28 14:24:03
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模拟暗孤子时数值边界处理的接力区技术
摘要： 为了在离焦非线性薛定谔方程中模拟暗孤子，我们引入了一种中继区技术，通过交替使用罗宾边界条件处理非零远场，以及导数边界条件匹配暗孤子。数值测试与对比验证了所提边界处理方法的有效性，并对暗孤子的稳定性及相互作用进行了研究。
关键词： 非线性薛定谔方程，人工边界条件，暗孤子
更新于2025-09-23 15:22:29
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渐变折射率波导中(2+1)维变系数非线性薛定谔系统的暗-暗孤子与亮-暗孤子
摘要： 在这封信中，我们研究了一个(2+1)维变系数非线性薛定谔系统，该系统描述了具有偏振效应的二维渐变折射率波导内的光束。通过Kadomtsev-Petviashvili层级约化，我们得到了以Gramian形式表示的N个暗-暗孤子解和N个亮-暗孤子解，其中N为正整数。我们通过图形分析了暗-暗孤子的相互作用和传播。随着衍射系数β(t)取值的不同，推导出了周期性、立方形和抛物线形的暗-暗孤子。随着增益/损耗系数γ(t)取值的不同，得到了周期性和反正切剖面背景波。此外，我们还讨论了无量纲光束宽度w(t)、β(t)和γ(t)对孤子和背景波的影响：孤子形状受w(t)和β(t)影响，而背景波剖面受w(t)和γ(t)影响。
关键词： (2+1)维变系数非线性薛定谔系统、亮-暗孤子、渐变折射率波导、暗-暗孤子、Kadomtsev-Petviashvili层级约化
更新于2025-09-23 15:19:57
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绝缘体上硅波导中平行暗孤子的传播特性
摘要： 采用分步傅里叶法数值模拟了绝缘体上硅(SOI)波导中两个完全相同且平行的暗孤子的传输特性。主要通过改变初始啁啾施加的平行暗孤子的功率和相对时间延迟进行研究。模拟表明：时间延迟会使平行暗孤子脉冲发生形变，在传输过程中形成类亮孤子并降低传输质量。增大其中一个暗孤子的功率能提升另一个暗孤子的能量，且前者功率增幅越大后者能量增益越显著。当对某个暗孤子引入初始啁啾时，会观测到更高的能量损耗。特别值得注意的是，正啁啾会导致脉冲展宽而负啁啾引起脉冲压缩，并对另一个暗孤子产生明显压缩效应。最终发现大幅负啁啾对平行与非平行暗孤子均具有深远影响。
关键词： 非线性效应、相互作用、硅基光波导、暗孤子
更新于2025-09-19 17:13:59
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变系数三耦合非线性薛定谔方程的明-暗孤子动力学与相互作用
摘要： 本文研究受非均匀效应影响的α-螺旋三链蛋白质中孤子激发动力学所控制的变系数三耦合非线性薛定谔(CNLS)方程。通过Hirota方法和符号计算，解析构造了精确的双亮单暗(TBD)与单亮双暗(BTD)孤子解。当变系数为双曲正割函数时，讨论了TBD和BTD孤子的传播特性。通过绘图揭示了以下两类孤子的相互作用：(1)双抛物线形、双S形及抛物线-S形孤子的无相互作用演化；(2)双抛物线形与抛物线-S形孤子的周期性相互作用演化；(3)双S形与抛物线-S形孤子的碰撞过程。
关键词： 亮-暗孤子，Hirota双线性方法，相互作用，三耦合变系数非线性薛定谔方程
更新于2025-09-16 10:30:52
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非均匀光纤中具有变系数的耦合非线性薛定谔系统的亮-暗孤子
摘要： 光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一。本文研究了一个变系数耦合非线性薛定谔系统，该系统可描述非均匀光纤中M个场分量的同步传输（M为正整数）。当M=2时，通过Kadomtsev-Petviashvili层级约化可获得基于Grammian行列式的N亮-暗孤子解（N为正整数）。通过渐近分析和图形分析发现：单亮-暗孤子的振幅与暗分量背景均呈现周期性振荡；在无放大/吸收效应条件下，两个保持振幅和波背景不变的亮-暗孤子会发生弹性相互作用；特别地，我们发现了具有零背景分量V型轮廓和周期振荡背景分量Y型轮廓的两个亮-暗孤子间存在非弹性相互作用，并展示了该非弹性条件下的束缚态孤子。此外，我们还给出了振幅变化的束缚态亮-暗孤子。进一步将N亮-暗孤子解的分析推广至M>2情形，并以M=4为例展示了孤子的非弹性相互作用。
关键词： Kadomtsev-Petviashvili层级约化、亮-暗孤子、变系数耦合非线性薛定谔系统、非均匀光纤
更新于2025-09-16 10:30:52
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非线性光学中M型暗孤子间的相互作用
摘要： 孤子被应用于非线性光学等领域。本文在色散递减光纤中解析研究了M型暗孤子间的相互作用。通过符号计算，利用解析的双孤子解模拟了它们之间的相互作用，并分析了其相关相互作用特性，提出了减弱孤子相互作用的方法。
关键词： 解析解，暗孤子，非线性光学，色散递减光纤
更新于2025-09-16 10:30:52
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非线性光纤光学 || 光孤子
摘要： 光纤非线性的一种迷人表现形式是通过光学孤子实现的，这种孤子由色散效应与非线性效应相互作用形成。"孤子"一词特指能够在长距离传输中保持形态不变的波包。物理学多个分支领域都发现了孤子现象。本章重点研究群速度色散(GVD)与自相位调制(SPM)同等重要且必须同时考虑情况下的光纤脉冲传输，内容安排如下：第5.1节探讨调制不稳定性现象，阐明光纤中连续波(CW)光束传输具有固有不稳定性，在适当条件下可能转化为脉冲序列；第5.2节阐述逆散射法及相关孤子解，并讨论基阶与高阶孤子特性；第5.3节专门研究其他类型孤子（重点为暗孤子）；第5.4节分析外部扰动对孤子的影响，包括光纤损耗、孤子放大及光放大器引入的噪声；第5.5节和第5.6节则聚焦自陡峭效应与脉冲内拉曼散射等高阶非线性效应。
关键词： 调制不稳定性、光放大器、暗孤子、脉冲内拉曼散射、逆散射法、自陡峭效应、群速度色散、光纤非线性、自相位调制、光纤损耗、光学孤子
更新于2025-09-12 10:27:22
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双芯光纤或非克尔介质中具有变系数的耦合三次-五次非线性薛定谔方程的双线性形式与暗-暗孤子
摘要： 双芯光纤应用于光学传感和光通信等领域，已有文献报道了脉冲、高斯光束及激光束在非克尔介质中的传播特性。本文研究描述双芯光纤或非克尔介质中超短光脉冲传播过程中五次非线性效应的变系数耦合三次-五次非线性薛定谔方程。基于可积条件推导出双线性形式，并通过Kadomtsev-Petviashvili层级约化利用Gramian行列式构造暗-暗孤子解。通过图形分析展示并讨论了暗-暗孤子的传播与相互作用：当延迟非线性响应效应b(z)（z表示传播方向）取不同值时，可获得线性和抛物线型单暗-暗孤子解；当b(z)分别为线性和周期函数时，呈现抛物线型与周期型双暗-暗孤子的相互作用，观察到两孤子速度方向随z变化而振幅保持恒定；展示了不同类型双暗-暗孤子的相互作用，发现其中一个孤子速度为零而另一个孤子速度方向随z变化。研究表明这些相互作用具有弹性特性。
关键词： Kadomtsev-Petviashvili层级约化、耦合三次-五次非线性薛定谔方程、光纤、暗-暗孤子
更新于2025-09-12 10:27:22