超短激光脉冲的(2+1)维sG方程和双sG方程的精确解和传播性质

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本文对超短激光脉冲的(2+1)维sG方程和双sG方程的精确解和传播性质进行了研究。(2+1)维的sG方程和双sG(DsG)方程在物理学,如凝聚态物理,等离子物理,液晶动力学以及非线性光学等等领域中有着非常广泛的应用。在非线性光学中,超短脉冲的一些性质能很好的被这两个方程描述。从麦克斯韦布洛赫方程组出发,假定二能级哈密顿原子模型,当脉冲的频率远离共振频率时满足自感应透明条件,采用短波近似让载波频率远远大于共振频率,即脉冲波长非常短,根据多重尺度展开法,麦克斯韦布洛赫方程组展开,可以推导出方程模型。寻找这两个方程的精确解的方法很多,对于(2+1)维的sG我们采用了两种方法来进行求解,首先应用扩展的tanh函数展开方法进行求解,该方法之所以可行是因为(2+1)维的sG方程在经过一些变换之后满足楼森岳教授最近所提出来的CRE可解性,(2+1)维的sG方程的相容性条件被证明是存在的,该方法会得到一类孤子与周期波的相互作用解。第二个方法是建立CNKG方程和(2+1)维的sG方程之间的映射关系,通过引入任意函数,各种丰富类型的解将被得到。我们还对这些解的传播特性进行了研究,发现孤子在传播过程中速度与时间和空间位置有关,在某些情况下传播速度会发生突变。对于(2+1)维的DsG方程,我们建立了它和CNKG方程之间的映射关系,通过引入一个或两个任意函数,我们获得了各种类型的孤子解,如折线形,“蛇”形,“V”形和抛物形等等亮孤子解。
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