搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

光诱导准一维光子晶格中离散空间光孤子的相互作用

肖发俊 张鹏 刘圣 赵建林

引用本文:
Citation:

光诱导准一维光子晶格中离散空间光孤子的相互作用

肖发俊, 张鹏, 刘圣, 赵建林

Discrete soliton interaction in quasi one-dimensional optically induced photonic lattice

Xiao Fa-Jun, Zhang Peng, Liu Sheng, Zhao Jian-Lin
PDF
导出引用
  • 基于分步束传播法数值分析了离散空间光孤子在准一维光诱 导光子晶格中的相干与非相干相互作用过程. 结果表明: 对于相干孤子, 同相时相互吸引, 反相时相互排斥. 然而, 由于非线性响应的各向异性, 横向排布的非相干孤子会因间隔波导数目的增加而由相互吸引变为相互排斥. 并且, 沿对角方向排布的两个非相干孤子在孤子相 互作用力和布拉格反射的共同影响下, 会呈现出"钟摆式"振荡传输现象. 研究结果有助于进一步理解非线性各向异性对离散孤子相互作用的影响机制, 并为后续实验研究提供理论参考.
    The coherent and the incoherent interactions of discreet solitons in quasi one-dimensional optically induced photonic lattice are theoretically and numerically analyzed. It is found that in-phase solitons attract each other and out-of-phase solitons repel one other. Due to the anisotropy of the nonlinearity, two initially attractive incoherent solitons will repel each other as their interval waveguide number increasing. Moreover, the pendulum-like intertwist of discrete solitons is observed during the incoherent interaction due to the interplay between soliton transverse motions resulting from the soliton interaction and the Bragg reflection of the lattice structure. These results help us to understand how the anisotropy of the nonlinearity response plays a role in discrete soliton interaction and offers the theoretical support for the experimental investigation.
    • 基金项目: 西北工业大学基础研究基金(批准号: JC200950) 和博士论文创新基金(批准号: CX200514, CX200914) 资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Northwestern Polytechnical University (NPU) Foundation for Fundamental Research (Grant No. JC200950) and the Doctorate Foundation of NPU (Grant Nos. CX200514, CX200914).
    [1]

    Efremidis N K, Sears S, Christodoulides D N, Fleischer J W, Segev M 2002 Phys. Rev. E 66 046602

    [2]

    Fleischer J W, Carmon T, Segev M, Efremidis N K, Christodoulides D N 2003 Phys. Rev. Lett. 90 023902

    [3]

    Fleischer J W, Segev M, Efremidis N K, Christodoulides D N 2003 Nature 422 147

    [4]

    Neshev D, Ostrovskaya E, Kivshar Y, Królikowski W 2003 Opt. Lett. 28 710

    [5]

    Martin H, Eugenieva E D, Chen Z, Christodoulides D N 2004 Phys. Rev. Lett. 92 123902

    [6]

    Zhang P, Zhao J, Xiao F, Lou C, Xu J, Chen Z 2008 Opt. Express 16 3865

    [7]

    Mandelik D, Eisenberg H S, Silberberg Y, Morandotti R, Aitchison J S 2003 Phys. Rev. Lett. 90 053902

    [8]

    Liu S, Zhang P, Xiao F, Yang D, Zhao J 2009 Sci. China Ser. G 52 747 [刘圣, 张鹏, 肖发俊, 杨德兴, 赵建林 2009 中国科学G辑 39 349]

    [9]

    Zhang P, Lou C, Liu S, Zhao J, Xu J, Chen Z 2010 Opt. Lett. 35 892

    [10]

    Zhang P, Liu S, Lou C, Xiao F, Wang X, Zhao J, Xu J, Chen Z 2010 Phys. Rev. A 81 041801(R)

    [11]

    Trompeter H, Królikowski W, Neshev D N, Desyatnikov A S, Sukhorukov A A, Kivshar Y S, Pertsch T, Peschel U, Lederer F 2006 Phys. Rev. Lett. 96 053903

    [12]

    Schwartz T, Bartal G, Fishman S, Segev M 2007 Nature 446 52

    [13]

    Zhang P, Liu S, Zhao J, Lou C, Xu J, Chen Z 2008 Opt. Lett. 33 878

    [14]

    Hu Y, Lou C, Liu S, Zhang Peng, Zhao J, Xu J, Chen Z 2009 Opt. Lett. 34 1114

    [15]

    Eisenberg H S, Silberberg Y, Morandotti R, Aitchison J S 2000 Phys. Rev. Lett. 85 1863

    [16]

    Meier J, Stegeman G I, Silberberg Y, Morandotti R, Aitchison J S 2004 Phys. Rev. Lett. 93 093903

    [17]

    Meier J, Stegeman G I, Christodoulides D N, Silberberg Y, Morandotti R, Yang H, Salamo G, Sorel M, Aitchison J S 2005 Opt. Lett. 30 1027

    [18]

    Smirnov E, Stepić M, Rüter C E, Shandarov V, Kip D 2007 Opt. Lett. 32 512

    [19]

    Stepić M, Smirnov E, Rüter C E, Prönneke L, Kip D, Shandarov V 2006 Phys. Rev. E 74 046614

    [20]

    He Y J, Wang H Z 2006 Opt. Express 14 9832

    [21]

    Xiao F, Zhang P, Liu S, Zhao J 2007 Chin. Phys. Lett. 24 3435

    [22]

    Xiao F, Zhang P, Liu S, Zhao J 2008 Acta Phys. Sin. 57 2529 [肖发俊, 张鹏, 刘圣, 赵建林 2008 物理学报 57 2529]

    [23]

    Liu S, Hu Y, Zhang P, Gan X, Xiao F, Lou C, Song D, Zhao J, Xu J, Chen Z 2011 Opt. Lett. 36 1167

    [24]

    Christodoulides D N, Eugenieva E D 2001 Phys. Rev. Lett. 87 233901

    [25]

    Zhao J, Li B, Zhang P, Yang D, Li Z 2004 Acta Phys. Sin. 53 2583 [赵建林, 李碧丽, 张鹏, 杨德兴, 李振伟 2004 物理学报 53 2583]

    [26]

    Zhang P, Yang D, Zhao J, Su K, Zhou J, Li B, Yang D 2004 Chin. Phys. Lett. 21 1558

    [27]

    Zhang P, Zhao J, Lou C, Tan X, Gao Y, Liu Q, Yang D, Xu J, Chen Z 2007 Opt. Express 15 536

    [28]

    Petviashvili V I 1976 Sov. J. Plasma Phys. 2 257

    [29]

    Zhang P, Liu S, Lou C, Xiao F, Wang X, Zhao J, Xu J, Chen Z 2010 Phys. Rev. A 81 041801(R)

    [30]

    Królikowski W, Saffman M, Luther-Davies B, Denz C 1998 Phys. Rev. Lett. 80 3240

    [31]

    Xiao F J, Zhang P, Liu S, Gan X, Zhao J 2010 Chin. Phys. B 19 044208

    [32]

    Xiao F J, Zhang P, Liu S, Zhao J 2011 J. Opt. 13 105101

  • [1]

    Efremidis N K, Sears S, Christodoulides D N, Fleischer J W, Segev M 2002 Phys. Rev. E 66 046602

    [2]

    Fleischer J W, Carmon T, Segev M, Efremidis N K, Christodoulides D N 2003 Phys. Rev. Lett. 90 023902

    [3]

    Fleischer J W, Segev M, Efremidis N K, Christodoulides D N 2003 Nature 422 147

    [4]

    Neshev D, Ostrovskaya E, Kivshar Y, Królikowski W 2003 Opt. Lett. 28 710

    [5]

    Martin H, Eugenieva E D, Chen Z, Christodoulides D N 2004 Phys. Rev. Lett. 92 123902

    [6]

    Zhang P, Zhao J, Xiao F, Lou C, Xu J, Chen Z 2008 Opt. Express 16 3865

    [7]

    Mandelik D, Eisenberg H S, Silberberg Y, Morandotti R, Aitchison J S 2003 Phys. Rev. Lett. 90 053902

    [8]

    Liu S, Zhang P, Xiao F, Yang D, Zhao J 2009 Sci. China Ser. G 52 747 [刘圣, 张鹏, 肖发俊, 杨德兴, 赵建林 2009 中国科学G辑 39 349]

    [9]

    Zhang P, Lou C, Liu S, Zhao J, Xu J, Chen Z 2010 Opt. Lett. 35 892

    [10]

    Zhang P, Liu S, Lou C, Xiao F, Wang X, Zhao J, Xu J, Chen Z 2010 Phys. Rev. A 81 041801(R)

    [11]

    Trompeter H, Królikowski W, Neshev D N, Desyatnikov A S, Sukhorukov A A, Kivshar Y S, Pertsch T, Peschel U, Lederer F 2006 Phys. Rev. Lett. 96 053903

    [12]

    Schwartz T, Bartal G, Fishman S, Segev M 2007 Nature 446 52

    [13]

    Zhang P, Liu S, Zhao J, Lou C, Xu J, Chen Z 2008 Opt. Lett. 33 878

    [14]

    Hu Y, Lou C, Liu S, Zhang Peng, Zhao J, Xu J, Chen Z 2009 Opt. Lett. 34 1114

    [15]

    Eisenberg H S, Silberberg Y, Morandotti R, Aitchison J S 2000 Phys. Rev. Lett. 85 1863

    [16]

    Meier J, Stegeman G I, Silberberg Y, Morandotti R, Aitchison J S 2004 Phys. Rev. Lett. 93 093903

    [17]

    Meier J, Stegeman G I, Christodoulides D N, Silberberg Y, Morandotti R, Yang H, Salamo G, Sorel M, Aitchison J S 2005 Opt. Lett. 30 1027

    [18]

    Smirnov E, Stepić M, Rüter C E, Shandarov V, Kip D 2007 Opt. Lett. 32 512

    [19]

    Stepić M, Smirnov E, Rüter C E, Prönneke L, Kip D, Shandarov V 2006 Phys. Rev. E 74 046614

    [20]

    He Y J, Wang H Z 2006 Opt. Express 14 9832

    [21]

    Xiao F, Zhang P, Liu S, Zhao J 2007 Chin. Phys. Lett. 24 3435

    [22]

    Xiao F, Zhang P, Liu S, Zhao J 2008 Acta Phys. Sin. 57 2529 [肖发俊, 张鹏, 刘圣, 赵建林 2008 物理学报 57 2529]

    [23]

    Liu S, Hu Y, Zhang P, Gan X, Xiao F, Lou C, Song D, Zhao J, Xu J, Chen Z 2011 Opt. Lett. 36 1167

    [24]

    Christodoulides D N, Eugenieva E D 2001 Phys. Rev. Lett. 87 233901

    [25]

    Zhao J, Li B, Zhang P, Yang D, Li Z 2004 Acta Phys. Sin. 53 2583 [赵建林, 李碧丽, 张鹏, 杨德兴, 李振伟 2004 物理学报 53 2583]

    [26]

    Zhang P, Yang D, Zhao J, Su K, Zhou J, Li B, Yang D 2004 Chin. Phys. Lett. 21 1558

    [27]

    Zhang P, Zhao J, Lou C, Tan X, Gao Y, Liu Q, Yang D, Xu J, Chen Z 2007 Opt. Express 15 536

    [28]

    Petviashvili V I 1976 Sov. J. Plasma Phys. 2 257

    [29]

    Zhang P, Liu S, Lou C, Xiao F, Wang X, Zhao J, Xu J, Chen Z 2010 Phys. Rev. A 81 041801(R)

    [30]

    Królikowski W, Saffman M, Luther-Davies B, Denz C 1998 Phys. Rev. Lett. 80 3240

    [31]

    Xiao F J, Zhang P, Liu S, Gan X, Zhao J 2010 Chin. Phys. B 19 044208

    [32]

    Xiao F J, Zhang P, Liu S, Zhao J 2011 J. Opt. 13 105101

  • [1] 乔海龙, 贾维国, 王旭东, 刘宝林, 门克内木乐, 杨军, 张俊萍. 拉曼增益对双折射光纤中孤子传输特性的影响. 物理学报, 2014, 63(9): 094208. doi: 10.7498/aps.63.094208
    [2] 张霞萍. 强非局域空间三维光孤子短程相互作用. 物理学报, 2011, 60(3): 034211. doi: 10.7498/aps.60.034211
    [3] 郑亚建, 宣文涛, 陆大全, 欧阳世根, 胡巍, 郭旗. 功率控制的强非局域空间光孤子短程相互作用. 物理学报, 2010, 59(2): 1075-1081. doi: 10.7498/aps.59.1075
    [4] 刘圣, 张鹏, 肖发俊, 甘雪涛, 赵建林. 基于布里渊区谱的二维光子晶格线性缺陷模式分析. 物理学报, 2009, 58(8): 5467-5472. doi: 10.7498/aps.58.5467
    [5] 曹龙贵, 陆大全, 胡 巍, 杨平保, 朱叶青, 郭 旗. 亚强非局域空间光孤子的相互作用. 物理学报, 2008, 57(10): 6365-6372. doi: 10.7498/aps.57.6365
    [6] 杨平保, 曹龙贵, 胡 巍, 朱叶青, 郭 旗, 杨湘波. 向列相液晶中强非局域空间光孤子的相互作用. 物理学报, 2008, 57(1): 285-290. doi: 10.7498/aps.57.285
    [7] 肖发俊, 张 鹏, 刘 圣, 赵建林. 光诱导平面波导阵列中离散空间光孤子的相干相互作用. 物理学报, 2008, 57(4): 2529-2536. doi: 10.7498/aps.57.2529
    [8] 黎扬钢, 佘卫龙, 王红成. 光致异构聚合物中相互作用光学空间孤子对的垂直光调控. 物理学报, 2007, 56(4): 2229-2236. doi: 10.7498/aps.56.2229
    [9] 黄春福, 郭 儒, 刘思敏. 多个部分非相干光孤子的相互作用. 物理学报, 2007, 56(2): 908-915. doi: 10.7498/aps.56.908
    [10] 江德生, 佘卫龙. 光伏孤子对向传播相互作用研究. 物理学报, 2007, 56(1): 245-251. doi: 10.7498/aps.56.245
    [11] 黎扬钢, 佘卫龙. 光致异构聚合物中光学空间孤子的垂直全光调控. 物理学报, 2007, 56(2): 895-901. doi: 10.7498/aps.56.895
    [12] 颜利芬, 王红成, 佘卫龙. 扩散效应对光伏孤子相互作用的影响. 物理学报, 2006, 55(10): 5257-5262. doi: 10.7498/aps.55.5257
    [13] 许超彬, 郭 旗. (1+2)维强非局域空间光孤子的相互作用. 物理学报, 2005, 54(11): 5194-5200. doi: 10.7498/aps.54.5194
    [14] 江德生, 佘卫龙. 多个光伏空间亮孤子相互作用研究. 物理学报, 2005, 54(5): 2090-2095. doi: 10.7498/aps.54.2090
    [15] 江金环, 李子平. 基于全息聚焦机理空间光孤子的相互作用势函数. 物理学报, 2004, 53(9): 2991-2994. doi: 10.7498/aps.53.2991
    [16] 谢逸群, 郭 旗. 非局域克尔介质中空间光孤子的相互作用. 物理学报, 2004, 53(9): 3020-3024. doi: 10.7498/aps.53.3020
    [17] 卫青, 王奇, 施解龙, 陈园园. 孤子和辐射场的非线性相互作用. 物理学报, 2002, 51(1): 99-103. doi: 10.7498/aps.51.99
    [18] 阮航宇. 可积模型中孤子相互作用的研究. 物理学报, 2001, 50(3): 369-376. doi: 10.7498/aps.50.369
    [19] 颜家壬, 梅玉平. 光纤孤子间的相互作用. 物理学报, 1996, 45(7): 1122-1129. doi: 10.7498/aps.45.1122
    [20] 楼森岳. KdV方程的左行孤子解及其相互作用. 物理学报, 1991, 40(1): 8-13. doi: 10.7498/aps.40.8
计量
  • 文章访问数:  6092
  • PDF下载量:  569
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-01
  • 修回日期:  2011-11-22
  • 刊出日期:  2012-07-05

/

返回文章
返回