高階效應下對稱三量子點系統中光孤子穩定性研究*

任波 佘彥超 徐小鳳 葉伏秋

1) (吉首大學物理與機電工程學院,吉首 416000)

2) (銅仁學院物理與電子工程系,銅仁 554300)

利用多重尺度法解析地研究了窄脈沖探測光激發下半導體三量子點分子系統中高階效應對光孤子穩定性的影響.結果表明,由標準非線性薛定諤方程所描述的光孤子在傳播的過程中會出現較大衰減,而由高階非線性薛定諤方程所描述的光孤子卻有著較為良好的穩定性.此外,數值模擬光孤子間的相互作用發現,由標準非線性薛定諤方程所描述的兩光孤子碰撞后其振幅迅速衰減并輻射出較為嚴重色散波,而由高階非線性薛定諤方程所描述的兩光孤子碰撞后其形狀幾乎不發生任何變化.這主要是由于當入射的探測光脈沖足夠窄時,系統須采用高階方程來描述,其物理原因是方程中的高階效應,包括非瞬時效應和三階色散效應不能被忽略或當作微擾處理.這種穩定的光孤子對于將來的光信息處理和傳輸技術有著潛在的應用價值.

1 引言

隨著半導體技術的興起,作為半導體量子局限材料的半導體量子阱、量子點(semiconductor quantum dot,SQD)在非線性光學等領域已成為了研究的熱點之一[1?3].這是由于半導體量子阱、量子點具有著類似超冷原子的分立能級結構,且在實際應用中有著易于集成、易于調控,以及較大的非線性參數等優良特性[4,5].此外,在量子阱、量子點介質中產生保真度高、抗干擾能力強的光孤子[6?9]也被人們在量子通信……