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在非线性介质中,光束在介质表面传输时可以形成表面孤子。近些年来,表面孤子的性质受到了广泛的关注和研究。本论文从理论上对热非局域介质中,(1+1)维表面亮孤子进行了研究,我们选的介质是铅玻璃,主要考虑了在铅玻璃中边界对表面孤子的影响。
在本论文中,我们对表面孤子做了以下研究:首先,在归一化系统中,我们对于给定的边界条件,通过镜像光束法,求出了表面孤子的解析解,得到了表面孤子的平衡位置和临界功率。其次,在数值模拟中,在改变样品宽度时,我们发现,当样品宽度太小时,光束在传输过程中,由于受到边界影响而很难形成表面孤子,只有当样品宽度足够大时,边界对孤子的影响可以忽略,从而在表面形成稳定传输的孤子,此时数值模拟的结果并与解析的结果很好的吻合了。此外,我们还考虑了当光束偏离平衡位置入射的情况下,边界对表面孤子的影响,发现此时光束不形成孤子,而是在边界附近做周期性的震荡,相当于体介质中双光束相互作用的结果,两者运动轨迹和震荡周期完全地吻合了。
本文是作者在硕士期间的研究工作,共分四章,主要内容安排如下:
第一章,介绍了本文的研究背景,介绍了近些年来非局域空间孤子的研究现状、热非局域介质的性质,以及双光束相互作用的研究进展。
第二章,给出了铅玻璃的理论模型,用镜像法从理论上推导出了热非局域介质中表面孤子的解析解,并通过迭代法找到了表面孤子,且对其特性进行了研究。
第三章,在铅玻璃中,对表面孤子进行了相关的理论研究,从样品宽度和光束偏离平衡位置入射两方面着手,研究了边界对表面孤子的影响。
第四章,总结了本论文的研究成果和不足之处,对下一步的研究做了进一步的展望。