非局域介质中空间光孤子的研究开题报告

1. 研究目的与意义

20世纪90年代以来，由于光纤通讯的发展，光孤子的研究与探索才引起了人们的普遍关注，其理论及其应用均取得了很大的进展，在光通信、光子信息处理、全光网络等方面有着不可估量的广泛的应用前景。光孤子可分为时间光孤子和空间光孤子。空间光孤子是在光束的衍射效应和介质的非线性效应平衡作用下的一种自陷光束。空间光孤子的种类繁多，研究内容极为丰富。

近年来，非局域非线性光孤子的研究引起了人们的普遍关注，介质的非局域特性普存在许多物理体系中，如项列液晶、光折变晶体、玻色-爱因斯坦凝聚体等。空间非局域性指的是介质中某点对光场的响应与该点及其周围的光场有关，即该位置的折射率的改变与该点和周围的光强共同决定。根据介质响应函数的特征宽度和光束宽度的相对大小可决定非局域性的强弱，通常把非局域程度划分为：局域、弱非局域、一般非局域和强非局域。产生非局域非线性响应的物理机制有很多，比如液晶材料中分子在光场作用下的重新取向；材料分子的扩散或原子蒸气中原子的扩散；热致非线性材料中热量的传递等等。大量的研究工作表明，非局域特性在孤子的形成过程中起着重要作用，比如在自散焦介质中非局域特性加剧光束的调制非稳，而在自聚焦介质中非局域特性抑制光束的调制非稳，同时能防止高维光束的灾难性塌陷效应，消除圆涡旋的角向不稳定性，非局域非线性还能描述光束的参量混频。此外，暗孤子对或反相位的亮孤子对在非局域介质中传输时可以引起相互吸引，而在局域介质中它们是相互排斥的。

在非局域介质中研究各种不同类型的空间光孤子将大大拓展光孤子科学。在非局域空间光孤子的潜在应用中，无论是光开关、光网络还是光计算机等，均会涉及到光束与光束间的相互作用，因此研究非局域空间光孤子的相互作用具有一定的现实意义。本课题是主要是研究非局域介质中空间光孤子的研究。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：通过大量文献的阅读、分析和归纳总结，完成一篇关于空间光孤子在非局域介质中的传输特性的综述性文章。

预期目标：通过文献深入了解在非局域介质中的空间光孤子的研究进展。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：归纳总结。

步骤：

4. 参考文献

1. j. s. russell, report on waves, report of the fourteenth meeting of the british association for the advancement of science, 311-390 (1844).

2. d. j. korteweg and g. de vries, on the change of form of long waves advancing in a rectangular canal and on a new type of long stationary waves, philosophical magazine, 5th series, 39, 422-443 (1895).

3. n. j. zabusky and m. d. kruskal, interaction of “solitons” in collisionless plasma and the recurrence of initial states, phys. rev. lett. 15, 240-243 (1965).

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   5. 计划与进度安排

   第七学期第11周，学生与指导老师见面，根据指导老师的建议查阅文献资料；

   2. 第1周（2月25日- 3月3日）开学后，下达毕业论文任务书，指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求等；

   3. 第1-2周（2月25日- 3月10日），向指导老师汇报调研情况，并写出开题报告；学生提交开题报告等材料（开题报告、外文翻译等），指导教师审核开题报告等材料。

   4. 第3-14周（3月11日- 5月31日），学生根据调研资料和指导老师要求进行论文框架搭建，并进行具体资料分析整理，及时与教师交流论文进展，及时解决出现的问题；学生按开题报告撰写论文。

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