多个同相光伏孤子之间的相互作用两个平行传播的同相光伏孤子作用时,它们会彼此吸引靠近,进而在传播过程经历融合-分开-融合的周期作用,其类似于克尔孤子间的作用,且与光强大小无关,如(a)所示。当三个或以上的多个同相孤子作用时,它们不再具有这种周期性的作用特征。三个孤子作用时,它们会相互吸引靠近,同时中间一个孤子的能量逐渐转移到两边,三个孤子融合为两束,但其不稳定,接着又分裂为三个孤子,以一定的角度逐渐分开传播,而且能量主要集中在中间的一个孤子,如(b)所示。四个孤子作用时,它们在相互吸引靠近过程首先中间两个孤子融合为一个,并与旁边两个孤子发生一定的能量交换作用,最后以三个孤子形式传播,如(c)所示。五个孤子相互作用时,它们在整体相互吸引靠近过程首先是中间三个孤子融合为两个,紧接着又融合为一个,注意到在发生融合作用后光场仍会经历一定的调整,并在F=15处出现有少量的能量从两边泄漏出去,如(d)所示。进一步的研究表明,更多的同相孤子平行传播时的相互作用规律与此类似,一般总是在阵列整体吸引靠近的同时,处于阵列内部的孤子发生逐步的融合。
若要抑制多孤子间的这种相互作用,可通过增大孤子间的距离,使其相互作用减弱。对上述的多个孤子作用,当孤子间的距离增大到$N=4.2左右,它们在晶体长度范围内没有融合作用发生。多个光伏空间孤子的能量耦合作用两个有一定相位差(如PP2)的光折变孤子之间会发生能量的转移。通过对两孤子发生的这种能量耦合作用作细致的分析,我们发现,孤子之间的这种能量耦合作用并不只是单向的,而是在一定的作用距离达到正向能量转移的最大值,我们称之为最佳能量转移距离。超过这个作用距离,孤子之间的能量转移方向将发生逆转,但由于这个时候伴随着两个孤子开始排斥分开,因此这种逆向的能量转移作用相对较弱。
相互反相的多个光伏空间孤子相互作用当两个反相的孤子平行靠近传播时,它们会相互排斥分开,但不会发生相互之间的能量转移,从而能在传播过程保持较好的孤子形状,只是它们的传播轨迹都相对原来的入射方向有较大的偏折。当有更多相互反相的孤子平行传播时,它们之间也会存在着这种相互排斥作用。由于多孤子情况下除了处于边缘的孤子只受到一个方向的排斥力外,其余的孤子都受到来自两边孤子的相反方向的排斥力,因而基本都处于力平衡状态,从而除了边缘的孤子在传播过程发生明显的偏折外,内部的孤子在传播过程既能保持孤子形状不变,也能基本保持以原来的入射方向传播。(a),(b),(c)分别给出了四个,五个,六个相互反相的孤子在介质中的共同传播作用。由图可见随着孤子数目的增多,相互反相的多个孤子在共同传播时整体上能保持的阵列形式传播而不表现明显的相互作用,从而能很大地增强其稳定性,这对用相干光束形成孤子阵列和阵列波导有重要的参考价值。
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