Scarf Ⅱ势中PT对称孤子的研究开题报告

 2022-03-23 19:50:04

1. 研究目的与意义

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,空间光孤子为在光的信息处理和传输过程中实现光对光的引导开辟了一个新的渠道,可以大大简化目前光通讯中各类器件的结构,推动基于光孤子的全光通讯器件的开发。

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2. 研究内容和预期目标

主要研究内容:利用数值方法求得孤子数值解再利用数值方法分析该孤子解的线性稳定性。

预期目标:深入了解scarf II势中的PT对称孤子的传输特性。

3. 研究的方法与步骤

研究方法:数值计算方法。

步骤:1、先用数值方法求得孤子数值解;2、再利用数值方法分析该孤子解的线性稳定性;3、进一步利用数值模拟的方法分析孤子解的非线性稳定性(传输动力学),并和其线性稳定性进行比较。

4. 参考文献

【1】. P. Rasmussen, O. Bang, W. Krolikowski, Theory of nonlocal soliton interaction in nematic liquid crystals, Phys. Rev. E 72, 066611 (2005).【2】. N. I. Nikolov, D. Neshev, W. Krolikowski, O. Bang, J. J. Rasmussen, P. L. Christiansen, Attraction of nonlocal dark optical solitons, Opt. Lett. 29, 286-288 (2004).【3】. A. Dreischuh, D. Neshev, D. E. Petersen, O. Bang, W. Krolikowski, Observation of attraction between dark solitons, Phys. Rev. Lett. 96, 043901 (2006).【4】. Q. Kong, Q. Wang, O. Bang, W. Krolikowski, Analytical theory for the dark-soliton interaction in nonlocal nonlinear materials with an arbitrary degree of nonlocality, Phys. Rev. A 82, 013826 (2010).【5】. Y. V. Kartashov, L. Torner, V. A. Vysloukh, D. Mihalache, Multipole vector solitons in nonlocal nonlinear media, Opt. Lett. 31, 1483-1485 (2006).【6】. Z. Xu, Y. V. Kartashov, L. Torner, Stabilization of vector soliton complexes in nonlocal nonlinear media, Phys. Rev. E 73, 055601(R) (2006).【7】. M. Shen, X. Chen, J. Shi, Q. Wang, W. Krolikowski, Incoherently coupled vector dipole soliton pairs in nonlocal media, Opt. Commun. 282, 4805-4809 (2009).【8】. Z. Xu, Y. V. Kartashov, L. Torner, Upper threshold for stability of multipole-mode solitons in nonlocal nonlinear media, Opt. Lett. 30, 3171-3173 (2005).【9】. X. Hutsebaut, C. Cambournac, M. Haelterman, A. Adamski, K. Neyts, Single-component higher-order mode solitons in liquid crystals, Opt. Commun. 233, 211-217 (2004).【10】. C. Rotschild, M. Segev, Z. Xu, Y. V. Kartashov, L. Torner, O. Cohen, Two-dimensional multipole solitons in nonlocal nonlinear media, Opt. Lett. 31, 3312-3314 (2006).【11】. S. Skupin, O. Bang, D. Edmundson, W. Krolikowski, Stability of two-dimensional spatial solitons in nonlocal nonlinear media, Phys. Rev. E 73, 066603 (2006).【12】. C. E. Rueter, K. G. Makris, R. El-Ganainy, D. N. Christodoulides, M. Segev, and D. Kip, Observation of paritytime symmetry in optics, Nature Phys. 6, 192-195 (2010).【13】. A. Regensburger, C. Bersch, M. A. Miri, G. Onishchukov, D. N. Christodoulides, and U. Peschel, Parity-time synthetic photonic lattices, Nature 488, 167-171 (2012). 【14】. Z. H. Musslimani, K. G. Makris, R. El-Ganainy, and D. N. Christodoulides, Optical solitons in PT periodic potentials, Phys. Rev. Lett. 100, 030402 (2008). 【15】. K. G. Makris, R. El-Ganainy, D. N. Christodoulides, and Z.H. Musslimani, PT-symmetric periodic optical potentials, Int. J. Theor. Phys. 50, 1019-1041 (2011). 【16】. Y. Meng and Y. Liu, Power-dependent shaping of solitons in parity time symmetric potentials with spatially modulated nonlinearity, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1148-1153 (2013). 【17】. A. K. Sarma, Modulation instability in nonlinear complex parity-time symmetric periodic structures, J. Opt. Soc. Am. B 31, 1861-1866 (2014).【18】. Y. He, and D. Mihalache, Lattice solitons in optical media described by the complex Ginzburg-Landau model with PT-symmetric periodic potentials, Phys. Rev. A 87, 013812 (2013). 【19】. J. Zeng and Y. Lan, Two-dimensional solitons in PT linear lattice potentials, Phys. Rev. E 85, 047601 (2012).【20】. M. A. Miri, A. B. Aceves, T. Kottos, V. Kovanis, and D. N. Christodoulides, Bragg solitons in nonlinear PTsymmetric periodic potentials, Phys. Rev. A. 86, 033801 (2012).【21】. Z. Shi, X. Jiang, X. Zhu, and H. Li, Bright spatial solitons in defocusing Kerr media with PT-symmetric potentials, Phys. Rev. A 84, 053855 (2011).【22】. H. Li, Z. Shi, X. Jiang and X. Zhu, Gray solitons in parity-time symmetric potentials, Opt. Lett. 36, 3290-3202 (2011). 【23】. V. Achilleos, P. G. Kevrekidis, D. J. Frantzeskakis, and R. Carretero-Gonza′lez, Dark solitons and vortices in PT-symmetric nonlinear media: From spontaneous symmetry breaking to nonlinear PT phase transitions, Phys. Rev. A 86, 013808 (2012).【24】. H. Li, X. Zhu, Z. Shi, B. A. Malomed, T. Lai, and C. Lee, Bulk vortices and half-vortex surface modes in parity-time-symmetric media, Phys. Rev. A 89, 053811 (2014) 【25】. X. Zhu, H. Wang, H. Li, W. He, and Y. He, Two-dimensional multipeak gap solitons supported by parity-timesymmetric periodic potentials, Opt. Lett. 38, 2723-2725 (2013). 【26】. Y. V. Kartashov, Vector solitons in parity-time-symmetric lattices, Opt. Lett. 38, 2600-2603 (2013).【27】. H. Wang and J. Wang, Defect solitons in parity-time periodic potentials, Opt. Express 19, 4030-4035 (2011). 【28】. Z. Lu and Z. Zhang, Defect solitons in parity-time symmetric superlattices, Opt. Express 19, 11457-11462 (2011).

5. 计划与进度安排

1. 第七学期第18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1-2周(3月2日-3月13日)开学后,指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求等; 3. 第2-3周(3月9日-3月20日),向指导老师汇报调研情况,并写出开题报告; 4. 第4-13周(3月23日-5月29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; 5. 第9-10周(4月27日-5月10日),学生汇报课题进展情况,回答教师提问。

系进行自查,并配合教务处论文中期检查; 6. 第12周(5月18日-5月24日),指导教师批阅论文初稿,提出修改意见; 7. 第13-14周(5月25日-6月3日),经指导老师批阅,达到质量要求后定稿; 8. 第14-15周(6月4日-6月10日),指导教师写出评语,给出成绩等第;评阅教师评阅; 9. 第15-16周(6月11日-6月17日),学生答辩,答辩委员会提出终审意见,确定成绩,填写评议书。

10. 第16周(6月18日),整理材料,做好总结,上报教务处。

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