《非線性光學傳輸系統中的動力學自相似特性的理論研究》是依託山西大學，由李祿擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：非線性光學傳輸系統中的動力學自相似特性的理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李祿
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光學自相似性由於其在高功率放大系統、有效壓縮、自相似雷射以及色散管理和非線性管理等方面的潛在套用而備受關注。近年來，人們對非線性光學傳輸系統中的動力學自相似性的研究主要集中在兩個方面：一是精確自相似解研究；二是漸進自相似解研究。前者可通過對系統參數的調製來實現光脈衝或光束傳輸的控制和管理，而後者可存在於更廣泛的參數系統中，適用於高功率輸入、啁啾的存在可實現對光脈衝或光束的有效壓縮。本課題將以Ginzburg-Landau方程和非自治非線性薛丁格方程為基本模型，通過求解模型的精確自相似解和漸進自相似解來研究光脈衝或光束在光纖或非線性介質中的動力學自相似特性以及渦旋結構，分析誘發自相似演化行為的物理機制，並討論它們的穩定性、相互作用及各種可能的控制。通過對本課題的研究使我們對非線性光學傳輸系統中的自相似特性有一個更加深入的認識，為實現光脈衝或光束的控制和管理提供理論依據。
結題摘要
本項目以非線性薛丁格方程和Gross-Pitaevsti方程為基本模型，並分別以光學傳輸和玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）為物理背景，綜合研究光脈衝或光束在光學系統中的傳輸特性和BEC的非線性動力學特性，以實現光孤子和玻色-愛因斯坦凝聚等方面研究成果的相互套用，對深入了解非線性的本質和具體的物理現象有著非常重要的科學意義和潛在的套用價值。具體研究成果包括如下幾個方面： 1. 基於非線性薛丁格方程以及二維非自治Gross-Pitaevski方程，給出了非對稱折射率分布的雙通道波導的光學精確模式以及二維穩定的渦旋解和有限寬背景中的暗孤子，並討論相應的自相似動力學演化特性。 2. 以Ginzburg-Landau 方程為基本模型，研究了系統的精確自相似解和漸近自相似解，並討論各種形式的激發態以及周期分岔特性，同時對它們的相互作用以及各種可能的控制等問題進行了研究。 3. 基於高階非線性薛丁格方程，研究了飛秒量級的Peregrine怪波的約化機制，並給出由Peregrine怪波所產生的高功率脈衝的動力學演化特性。 4. 基於增益/損耗波導，研究了PT對稱波導中光束的傳輸特性。給出了奇偶對稱雙波導結構中的光學模式的精確解，同時給出了描述損耗/增益的雙通道波導中的耦合模方程，還設計並最佳化了非對稱光學放大器。 除此之外，我們還研究了等離子光纖波導以及非線性非局域光格子中孤子的傳輸特性。 本項目共發表論文15篇，其中SCI檢索科研論文10篇，主要結果分別發表在美國物理評論(Phys. Rev. A和Phys. Rev. E)、美國光學學會(J. Opt. Soc. Am B和Opt. Exp.)等國際物理學和光學期刊上。
