耗散光子彈的碰撞特性及其在全光邏輯中的應(yīng)用.pdf

1、光纖孤立子通信是一種新興的通訊技術(shù),以非線性光學為理論基礎(chǔ),采用光孤子作為信息載體。光孤子在長距離傳輸時可以保持幅度和寬度不變,已逐漸被認為是下一代超高速超大容量全光網(wǎng)絡(luò)的首選。此外,在全光開關(guān)與邏輯門、光信息存儲、激光冷卻以及光學粒子的捕獲等諸多領(lǐng)域光孤子也有著廣泛的應(yīng)用前景,因此近年來吸引了越來越多的研究者投入其中。隨著研究的迅速進展,人們認識到許多新型的光學器件工作時需要保持能量損耗和補充的平衡,這與經(jīng)典的哈密頓光孤子有很大不同,

2、因此經(jīng)典光孤子的理論有待改進和補充,耗散光孤子的思想逐步形成。耗散光子彈是一種在時域和空間域都能夠保持局域的三維耗散時空光孤子。與一維和二維孤子相比,它不僅與實物粒子更為相似,而且其碰撞特性更適用于構(gòu)建大規(guī)模的數(shù)字光開關(guān)和光邏輯電路,這對于全光高速通信網(wǎng)絡(luò)和新一代光計算機有著重要的意義。本文中采用分裂步長傅立葉法對兩個耗散光子彈的碰撞特性進行了研究,結(jié)果主要包含以下三個方面:
　　第一,通過模擬兩個耗散光子彈之間的對心碰撞和非對心

3、碰撞,揭示了初始條件中的幾何關(guān)系對碰撞結(jié)果的影響。碰撞的結(jié)果展示了豐富的物理現(xiàn)象,不僅包括耗散光子彈的融合、分裂和準彈性碰撞等基本特性,而且首次得到了碰撞產(chǎn)生兩個和三個雙光子彈的碰撞結(jié)果,這一特性為全光開關(guān)和邏輯門的設(shè)計打開了新的思路。
　　第二,研究了耗散系統(tǒng)中光子彈之間的能量交換,分析了初始條件中的相位關(guān)系對碰撞結(jié)果的影響。當相位差非零時,兩個耗散光子彈間的碰撞會導(dǎo)致了光子彈之間的能量交換,并造成光子彈速度的改變。發(fā)現(xiàn)在耗散系