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高阶孤子即高阶模孤子是指,其强度分布截面上有两个或者两个以上的峰值,可以用于承载高信息量传输的“孤子波包”,因此引起人们广泛的研究兴趣。偶极光束在自聚焦非线性介质中传输时不能形成局域的偶极孤子。然而,研究发现偶极光束在自聚焦光子晶格中传输时却可以形成稳定传输的偶极孤子。更高阶的光束,例如四极光束同样可以在一定条件下,形成局域的四极孤子。光在光诱导光子晶格中的传输拓展了孤子的研究领域。 本文的主要工作是研究偶极光束、四极光束、二阶涡旋光束在自聚焦光诱导四方晶格和贝塞尔晶格中的传输以及形成孤子的条件。运用交替隐式差分波传输法进行数值求解、仿真。主要内容及成果如下: 1.研究了偶极光束在自聚焦四方晶格中的传输过程。研究发现,不存在晶格时,异相偶极光束相互排斥,相互分离;同相偶极光束之间则相互吸引,出现融合。存在晶格后,对角格点激发和相邻格点激发的偶极光束在合适条件下可以形成局域的偶极孤子。但是,不同的激发方式形成偶极孤子时所需的条件不同,同时,在相当大的参数范围内异相偶极孤子总表现为线性稳定,而同相偶极孤子总是表现为线性不稳定。 2.研究了四极光束在自聚焦四方晶格中的传输过程。在自聚焦非线性介质中传输时,异相四极光束发生自聚焦现象,且相互分离现象更加明显;同相四极光束相互吸引,融合为单束光。引入光诱导光子晶格后,在合适条件下,异相四极光束能够形成稳定传输的异相四极孤子,其对角波峰相位相同,相邻波峰相位差为?;同相四极光束能够形成局域的同相四极孤子,其波峰相位均相同。 3.研究了二阶涡旋光束在自聚焦0阶,1阶贝塞尔晶格中传输的情况。当输入光束强度,外偏压,晶格深度相互匹配时,不同横向尺度系数的贝塞尔晶格中,输入光束传输一段距离后可以演变成不同类型的环状涡旋孤子。