【摘 要】
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非线性科学可分为三大类,其中包括混沌、分形、以及孤子理论。孤子理论是由孤波理论发展而来。相对于孤立波,孤子更加着重表现它的粒子性。孤子在自然界中广泛存在,也广泛存
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非线性科学可分为三大类,其中包括混沌、分形、以及孤子理论。孤子理论是由孤波理论发展而来。相对于孤立波,孤子更加着重表现它的粒子性。孤子在自然界中广泛存在,也广泛存在于各种学科,包括光学、天文学及生物学等等。光孤子则是孤子理论在光学中的应用,尤其是在光通信等领域有着非常重要的应用前景。光孤子就其形成机制来说可分为空间光孤子(即非线性与衍射效应相平衡)和时间光孤子(即非线性与色散效应相平衡)。 耗散光孤子的概念来自于、孤子科学、远离平衡的耗散系统理论、以及“自组织”概念的有机结合。普遍认为,耗散光孤子是一种固定形状的局域模式,它的形成是两种平衡的结果:非线性与色散之间的平衡,以及能量的增益和损耗的平衡。并且,所有的耗散孤子只有当系统与外部有持续的能量交换时,才能稳定存在。耗散光子弹的概念指的就是时空光孤子,它是在时间轴上的局域化脉冲,同时在空间三个维度上由于非线性的存在而被限制住。两个耗散光子弹可以像原子相互连接成分子那样形成一个双光子弹,这种情况指的是,这种局域结构是稳定的、搏动的和旋转的。耗散光子弹与双光子弹存在的特殊参数区间是,具有非线性和耗散的系统中,科学家研究的重点。 在本论文中,采用复金兹伯格朗道方程作为模型,它是物理学中研究得非常多的一个非线性方程。主要研究了不同系统参数下光子弹碰撞过程中的能量交换,以及在不同相位差下的光子弹碰撞后的速度变化。研究中发现: 1.光子弹的能量,由系统参数决定,在碰撞时起到决定性作用。较大时,得到能量的光子弹向更高的能量束缚态即双光子弹演变,而另外的一个光子弹也不会消失。 2.光子弹在有相位差的情况下碰撞后的速度变化规律。光子弹在碰撞时是不稳定的,它的形状和能量都是不断变化的。而它的这些变化与相位差有直接的关系。 3.在对孤子碰撞的结果分析中还发现:当孤子以较高的速度相互非对心碰撞时,相位差对碰撞结果的影响减弱。 总而言之,通过研究发现耗散光子弹相比于其他孤子展现出更强的粒子性。坚信耗散光子弹在全光器件中的应用能在不久的将来实现。
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