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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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利用优化程序在具有任意非局域程度的介质中产生孤子
摘要: 我们采用基于瑞利-里兹优化原理新近发展的技术,为具有任意非局域程度的介质生成孤子。研究表明:通过直接求解广义非线性非局域薛定谔方程,利用一维、二维和三维系统中谐振子的已知解,可获得大量复杂自陷光束。我们比较了唯象高斯响应与其他更真实非局域响应之间变分法获得的参数。结果表明:对于这两类非局域模型,本方法获得的变分解在特定条件下能保持自陷状态。我们证实:一般而言,对于任意非局域程度,高斯响应与更真实介质中的孤子动力学可能存在差异。
关键词: 非线性薛定谔方程、变分近似、非局域性、孤子、光束
更新于2025-09-23 15:22:29
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随机分布式反馈光纤激光器:三阶色散的影响
摘要: 本文研究了考虑三阶色散(TOD)时的一种最先进的随机激光器——随机分布式反馈光纤激光器?;诜窍咝匝Χㄚ谭匠蹋∟LSEs)对激光特性进行模拟,分析了泵浦光、前向斯托克斯光和后向斯托克斯光这三束相互作用光波在光纤中传输时的功率演化情况。结果表明,由于三阶色散的影响,激光器的输出特性发生了变化,特别是输出功率变得不对称。此外,还研究了光纤非线性系数和输入功率对输出功率及输出光谱的影响。
关键词: 非线性薛定谔方程(NLSEs)、三阶色散、随机分布式反馈光纤激光器
更新于2025-09-23 15:21:01
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迈向非相对论波包的量子时间镜
摘要: 我们提出了一种方法——量子时间镜(QTM),用于模拟非相对论性量子波包在自由空间运动中的部分时间反演。该方法基于对波包动力学施加短时空间均匀扰动,通过在基础薛定谔方程中添加一个非线性含时项来实现。数值计算结果(与我们解析推导相互印证)证明了所提出的QTM在生成一维和二维空间中初始局域化物质波包的时间反演回波图像方面的有效性。我们还讨论了该量子时间镜的可能实验实现方案。
关键词: 量子波包、量子时间镜、量子散射、物质波、非线性薛定谔方程
更新于2025-09-23 15:21:01
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非线性薛定谔方程与耦合Burgers方程多重孤子解的起始点
摘要: 非线性薛定谔方程与耦合伯格斯方程揭示了量子粒子、冲击波、声波传输及交通流的特性,因而这些方程本身具有重要物理意义。本文设计了一种新型辅助方程法,用于求解前述非线性演化方程(NLEEs)的精确波解。我们推导出丰富的孤子解,并通过设定具体参数值绘制图形、阐释物理现象,揭示了所得解的物理内涵。研究表明:该方法求解NLEEs高效可靠,兼容计算机代数系统,且能提供更普适的波解。因此,运用该新型辅助方法探索其他NLEEs的精确解具有广阔前景,值得深入研究。
关键词: 非线性薛定谔方程、新辅助方程法、孤子、耦合伯格斯方程
更新于2025-09-23 15:19:57
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非线性光纤通信中群速度色散参数的常规微扰法
摘要: 由于光传播过程中产生的非线性效应,通过光纤信道进行通信可能具有挑战性。这些效应源于光在光纤中传播的物理过程。为深入理解这些过程,通常采用数学模型进行研究。这些模型基于对非线性薛定谔方程(控制光在光纤中传播的微分方程)的近似处理。现有文献中的所有模型都仅适用于特定工作范围。本文提出了一种弱色散条件下无噪声场景的非线性光纤信道近似模型,该近似通过对非线性薛定谔方程的群速度色散参数应用正则摄动理论获得。通过归一化平方偏差指标对比其他三种模型,证明该模型在高非线性与弱色散链路中具有显著更高的精确度。
关键词: 群速度色散、非线性光纤通信、正则微扰理论、非线性薛定谔方程
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于指数时间差分法的光纤中呼吸波与孤子波研究
摘要: 本研究通过指数时间差分法(ETDM),针对三类具有有理数初始值的三次非线性薛定谔方程——(i)阿赫梅多夫呼吸子、(ii)佩雷格林解及(iii)库兹涅佐夫-马孤子——提出了数值求解方案。研究表明,相较于Adomian分解法(ADM)和拉普拉斯-Adomian分解法(LADM),ETDM是一种可靠且精确的求解方法。
关键词: 指数时间差分法、阿赫梅多夫呼吸子、库兹涅佐夫-马孤子、佩雷尔金孤子、非线性薛定谔方程
更新于2025-09-23 15:19:57
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沿由具有非线性响应界面的非聚焦介质之间自聚焦薄层构成的复合波导传播的非线性表面波
摘要: 提出了一种由自聚焦平板与离焦非线性介质复合构成的对称波导模型,该结构通过具有自身非线性响应特性的界面分隔。研究发现沿该波导传播的两种新型非线性表面波,其在界面处呈现反相振幅振荡。通过解析计算得出了仅存在于具有非线性响应界面附近的非线性表面波频率,并确定了表面波存在的条件。分析了表面波频率及局域化距离随波导非线性参数、平板宽度及界面特性变化的规律。
关键词: 界面、非线性薛定谔方程、表面波、层状结构、波导
更新于2025-09-23 15:19:57
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光纤中高阶非线性薛定谔方程的周期孤子相互作用
摘要: 研究光孤子间的相互作用对光纤大容量长距离传输具有重要意义。本文首次研究了周期孤子间的相互作用,基于双线性方法获得了可用于描述周期孤子传输的高阶非线性薛定谔方程解析解,探讨了周期孤子间的相互作用特性,分析了相应色散和非线性效应对其相互作用的影响。研究结果为非均匀光纤中周期孤子的稳定传输提供了理论指导。
关键词: 孤子,非线性薛定谔方程,非均匀光纤,孤子相互作用
更新于2025-09-23 15:19:57
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两个超强激光脉冲在低密度等离子体中自陷的相互作用特性
摘要: 通过研究波包络的演化,探讨了欠密度等离子体中两束平行相对论激光的相互作用?;谖薰馐旌咸跫伦芗す夤β实难莼?,给出了两束激光间能量转移的表达式。研究表明,能量转移方式与激光初始相位差呈非线性关系,且相互作用结果取决于激光强度、光斑半径及间距。通过直接数值求解激光包络的相对论非线性薛定谔方程以及粒子模拟法验证了上述结果。该研究及结论有助于理解欠密度等离子体中多束同向传播激光的能量转移行为。
关键词: 非线性薛定谔方程、低密度等离子体、能量转移、激光束、粒子模拟(PIC模拟)
更新于2025-09-19 17:13:59