負折射介質中孤子脈沖傳輸?shù)臄?shù)值模擬研究.pdf

1、負折射介質是近年來人工合成的一種新奇的材料，它同時具有負的介電常數(shù)和負的磁導率。目前，已經能夠從微波段到紅外甚至光波段實現(xiàn)負折射材料，這種進展對材料、光電子、通信等領域產生了革命性的影響。開展負折射介質中孤子脈沖的傳輸研究不僅拓展了傳統(tǒng)的非線性光學領域，還有望導致產生全新的操縱光的技術，從而發(fā)展出新型光電子器件。本文結合最新的負折射介質的獨特性質和傳統(tǒng)的非線性光學的基本原理研究孤子脈沖在負折射介質中的傳輸，建立孤子脈沖在負折射介質中傳輸

2、的物理意義清晰、數(shù)學形式簡潔的理論模型，用數(shù)值模擬方法求解理論模型，揭示出孤子脈沖傳輸?shù)男卢F(xiàn)象和新特性并分析其物理原因。取得的主要成果如下： 第一，除了折射率符號相反以外，負折射介質與常規(guī)的光學介質的最大區(qū)別在于負折射介質還具有色散磁導率。這就要求我們必須結合介質的特性和孤子脈沖的特性重新建立孤子脈沖在負折射介質中的傳輸模型，為研究負折射介質中孤子脈沖的傳輸特性奠定理論基礎。我們從Maxwell 方程組出發(fā)，結合常規(guī)的孤子脈沖傳

3、輸理論和負折射介質的特性，得到了一個描述負折射介質中電場脈沖非線性傳輸?shù)睦碚撃Ｐ?。這個模型清晰地體現(xiàn)了負折射介質特有的屬性對孤子脈沖傳輸?shù)挠绊?，揭示了色散磁導率和磁的非線性特性導致的負折射介質與常規(guī)介質中脈沖傳輸?shù)牟顒e。 第二，負折射介質中孤子脈沖的傳輸受多種因素的制約，理論分析十分復雜，數(shù)值模擬成為重要的分析手段。我們基于負折射介質中電場脈沖非線性傳輸?shù)睦碚撃Ｐ妥灾鏖_發(fā)了能模擬孤子脈沖線性和非線性傳輸過程的計算機程序，并與文獻