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2022-09-22 15:35 |
陜西科大在非線性光學(xué)領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展
近日，陜西科技大學(xué)物理系董亮偉教授在非線性光學(xué)領(lǐng)域取得重要理論研究進(jìn)展，首次發(fā)現(xiàn)扭曲環(huán)形波導(dǎo)陣列中攜帶相反拓?fù)浜傻臏u旋孤子具有不同的存在區(qū)間和穩(wěn)定性�；趪�(yán)格離散對稱理論分析，揭示了扭曲波導(dǎo)陣列可以穩(wěn)定在非扭曲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中總是不穩(wěn)定的渦旋態(tài)。題為《扭曲環(huán)形波導(dǎo)陣列中的渦旋孤子》的論文發(fā)表在物理學(xué)頂級期刊《Physical Review Letters》（物理評論快報）上。這是董亮偉教授繼2021年以來在該期刊上發(fā)表的第二篇工作。該項(xiàng)工作由我校物理系董亮偉教授、俄羅斯科學(xué)院光譜研究所首席科學(xué)家Y. V. Kartashov教授、西班牙光子科學(xué)研究所所長L. Torner教授和瓦倫西亞大學(xué)A.Ferrando教授合作完成，董亮偉為第一且唯一通訊作者，陜西科技大學(xué)為第一和唯一通訊單位。本工作的研究背景為，光場傳播會受到橫向折射率調(diào)制的強(qiáng)烈影響，這種現(xiàn)象為控制光場衍射、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的多樣性以及人造材料中光束的傳播路徑開辟了重要途徑。在非線性情況下，這種折射率調(diào)制支持豐富的離散或晶格孤子。光渦旋是一種具有螺旋相位波前、帶有軌道角動量、能夠攜帶不同拓?fù)浜蓴?shù)的光束。攜帶不同拓?fù)浜蓴?shù)光渦旋的相互正交性可用于模分復(fù)用，極大地提高光纖通信系統(tǒng)的容量，還可用于光計算、光捕獲等。光渦旋也可以存在于以離散角旋轉(zhuǎn)對稱而非橫向周期性為特征的結(jié)構(gòu)中。對這些結(jié)構(gòu)的分析揭示了一個令人驚訝的事實(shí)，即晶格對稱性嚴(yán)格限制對稱渦旋孤子的拓?fù)浜�，并決定它們的穩(wěn)定性。人們已經(jīng)發(fā)展了一種角度偽動量理論來解釋基于這種結(jié)構(gòu)的渦旋模特性。 ua$k^m7m5
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當(dāng)具有離散旋轉(zhuǎn)對稱的結(jié)構(gòu)在傳播方向上扭曲時，將出現(xiàn)與上述情況完全不同的新現(xiàn)象。在扭曲系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)的螺旋度顯著影響波導(dǎo)之間的光傳輸，可能實(shí)現(xiàn)不尋常的衍射管理和核心之間隧穿的拓?fù)湟种�。此外，在Parity-time對稱環(huán)形陣列中，扭轉(zhuǎn)允許控制系統(tǒng)的對稱破缺閾值。然而無論是在環(huán)形陣列中還是在旋轉(zhuǎn)晶格中，扭曲對非線性狀態(tài)下自捕獲渦旋態(tài)的存在性、穩(wěn)定性及傳播行為的影響尚未被探索。這種旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可以在拉制光子晶體光纖過程中通過扭曲來實(shí)現(xiàn)。 9oj e`Ay
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