Стационарные множественные темные пространственные солитоны в фотогальванических средах с замкнутым электрическим контуром

Zhang Y.H., Hu X.H., Lu K.Q., Liu B.Y., Liu W.Y., Guo R.L.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Y. H. Zhang, X. H. Hu, K. Q. Lu, B. Y. Liu, W. Y. Liu, R. L. Guo Steady-state multiple dark spatial solitons in closed-circuit photovoltaic media (Стационарные множественные темные пространственные солитоны в фотогальванических средах с замкнутым электрическим контуром) [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 3. С. 13–21.

Y. H. Zhang, X. H. Hu, K. Q. Lu, B. Y. Liu, W. Y. Liu, R. L. Guo Steady-state multiple dark spatial solitons in closed-circuit photovoltaic media (Стационарные множественные темные пространственные солитоны в фотогальванических средах с замкнутым электрическим контуром) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2013. V. 80. № 3. P. 13–21.

Ссылка на англоязычную версию:

Y. H. Zhang, X. H. Hu, K. Q. Lu, B. Y. Liu, W. Y. Liu, and R. L. Guo, "Steady-state multiple dark spatial solitons in closed-circuit photovoltaic media," Journal of Optical Technology. 80(3), 135-141 (2013). https://doi.org/10.1364/JOT.80.000135

Аннотация:

Теоретически изучено формирование стационарных множественных темных фотогальванических солитонов в фотогальваническом кристалле с замкнутым электрическим контуром. Показано, что процесс формирования таких солитонов зависит от начальной ширины провала интенсивности на входной грани кристалла. При увеличении ширины провала число солитонов возрастает. Если начальная ширина провала мала, генерируется только фундаментальный солитон или солитонная пара Y-соединения. При возрастании начальной ширины провала проявляется тенденция к его расщеплению на серию нечетного (или четного) числа множественных темных фотогальванических солитонов, в которой реализуется последовательный переход от солитона низкого порядка к набору солитонов более высокого порядка. Когда генерируются множественные солитоны, расстояния между соседними темными солитонами слегка уменьшается. Солитонные пары вдали от центра обладают большей шириной и меньшим контрастом, и они удаляются друг от друга при распространении в фотогальваническом нелинейном кристалле.

Ключевые слова:

фотогальванические пространственные солитоны, фотогальванический эффект, множественное расщепление солитонов, метод распространения излучения, условие замкнутого электрического контура

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой подержке Национального фонда естественных наук Китая (грант № 10674176).

Коды OCIS: 190.0190

Список источников:

1. DelRe E, Crosignani B., Porto P.D. Photorefractive spatial solitons. Springer Series in Optical Sciences. 2001. 82. Spatial Solitons. Chap IV. P. 61–86.
2. DelRe E., Segev M. Self-focusing and solitons in photorefractive media. Topics in Appl. Phys. 2009. V. 114. P. 547–572.
3. Królikowski W., Davies B.L., Denz C. Photorefractive Solitons. IEEE J. Quant. Electron. 2003. V. 39. P. 3–12.
4. Weilnau C., Ahles M., Petter J., et al. Spatial optical (2+1)-dimensional scalar- and vector-solitons in saturable nonlinear media. Ann. Phys. 2002. V. 11. P. 573–629.
5. Kip D., Herden C., Wesner M. All-optical signal routing using intraction of mutually incoherent spatial solitons. Ferroelectrics. 2002. V. 274. P. 135–142.
6. Guo A., Henry M., Salamo G.J., et al. Fixing multiple waveguides induced by photorefractive solitons: directional couplers and beam splitters. Opt. Lett. 2001. V. 26. № 16. P. 1274–1276.
7. Asaro M., Sheldon M., Chen Z.G., et al. Soliton-induced waveguides in organic photo-refractive glass. Opt. Lett. 2005. V. 30. № 5. P. 519–521.
8. Lu Y., Liu S.M., Zhang G.Q., et al. Waveguides and directional coupler induced by white-light photovoltaic dark spatial solitons. J. Opt. Soc. Am. B. 2004. V. 21. № 9. P. 1674–1678.

9. Valley G.C., Segev M., Crosignani B., et al. Dark and bright photovoltaic spatial solitons. Phys. Rev. A. 1994. V. 50. № 6. P. R4457–R4460.
10. Taya M., Bashaw M.C., Fejer M.M., et al. Observation of dark photovoltaic spatial solitons. Phys. Rev. A. 1995. V. 52. № 4. P. 3095–3100.
11. Taya M., Bashaw M.C., Fejer M.M., et al. Y-junctions arising from dark-soliton propagation in photovoltaic media. Opt. Lett. 1996. V. 21. № 13. P. 943–945.
12. Segev M., Valley G.C., Bashaw M.C., et al. Photovoltaic spatial solitons. J. Opt. Soc. Am. B. 1997. V. 14. № 7. P. 1772–1778.
13. Zhang G.Q., Liu S.M., Xu J.J., et al. Photorefractive spatial d ark-soliton stripes in LiNbO3: Fe crystal and their application. Chin. Phys. Lett. 1996. V. 13. № 2. P. 101–104.
14. Liu S.M., Zhang G.Q., Tian G.Y., et al. (1+1)-Dimensional and (2+1)-dimensional waveguides induced by selffocused dark notches and crosses in LiNbO3:Fe crystal. Appl. Opt. 1997. V. 36. P. 8982–8986.
15. Chauvet M. Temporal analysis of open-circuit dark photovoltaic spatial solitons. J. Opt. Soc. Am. B. 2003. V. 20. № 12. P. 2515–2522.
16. Couton G., Maillotte H., Chauvet M. Self-formation of multiple spatial photovoltaic solitons. J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt. 2004. № 6. P. S223–S230.
17. Bodnar M. Dark Photovoltaic Spatial Solitons: Experiment and Numerical Solution. Proc. of SPIE. 2007. V. 6582. 65821 P.
18. Zhang Y.H., Lu K.Q., Guo J.B., Li K.H., Liu B.Y. Steady-state multiple dark photovoltaic spatial solitons. European Physical Journal D. 2012. V. 66. № 3. P. 65–69.
19. Zhang Y.H., Lu K.Q., Guo J.B., Long X.W., Hu X.H., Li K.H. Formation of multiple dark photovoltaic spatial solitons. Pramana-Journal of physics. 2012. V. 78. № 2. P. 265–275.
20. Zakharov V.E., Shabat A.B. Interaction between solitons in a stable medium. Sov. Phys. JETP. 1973. V. 37. № 5. P. 823–825.
21. Blow K.J., Doran N.J. Multiple dark soliton solutions of the nonlinear Schrо..dinger equation. Phys. Lett. A. 1985. V. 107. P. 55–58.
22. Skinner S.R., Allan G.R., Andersen D.R., Smirl A.L. Dark Spatial Soliton Propagation in Bulk ZnSe. IEEE J. Quant. Electron. 1991. V. 27. № 9. P. 2211–2219.
23. Barry L.D., Yang X.P. Waveguides and Y junctions formed in bulk media by using dark spatial solitons. Opt. Lett. 1992. V. 17. № 7. P. 496–498.
24. Chen Z.G., Mitchell M., Segev M. Steady-state photorefractive soliton-induced Y-junction waveguides and high-order dark spatial solitons. Opt. Lett. 1996. V. 21. № 10. P. 716–718.
25. Chen Z.G., Segev M., Singh S.R., et al. Sequential formation of multiple dark photorefractive spatial solitons: experiments and theory. J. Opt. Soc. Am. B. 1997. V. 14. № 6. P. 1407–1417.
26. Chen Z.G., Segev M. Sequences of high-order dark photorefractive spatial solitons and soliton-induced waveguides formed in bulk SBN. Proc. of SPIE. 1996. V. 2896. P. 148–157.
27. Méndez-Otero M.M., Iturbe-Castillo M.D., Rodríguez-Montero P., et al. High order dark spatial solitons in photorefractive Bi12TiO20 c rystal. Opt. Commun. 2001. V. 193. P. 277–282.
28. Lu K.Q., Zhao W., Zhang L., et al. Temporal behavior of dark spatial solitons in closed-circuit photovoltaic media. Opt. Commun. 2008. V. 281. P. 2913–2917.