任波 佘彦超 徐小凤 叶伏秋

1) (吉首大学物理与机电工程学院,吉首 416000)

2) (铜仁学院物理与电子工程系,铜仁 554300)

利用多重尺度法解析地研究了窄脉冲探测光激发下半导体三量子点分子系统中高阶效应对光孤子稳定性的影响.结果表明,由标准非线性薛定谔方程所描述的光孤子在传播的过程中会出现较大衰减,而由高阶非线性薛定谔方程所描述的光孤子却有着较为良好的稳定性.此外,数值模拟光孤子间的相互作用发现,由标准非线性薛定谔方程所描述的两光孤子碰撞后其振幅迅速衰减并辐射出较为严重色散波,而由高阶非线性薛定谔方程所描述的两光孤子碰撞后其形状几乎不发生任何变化.这主要是由于当入射的探测光脉冲足够窄时,系统须采用高阶方程来描述,其物理原因是方程中的高阶效应,包括非瞬时效应和三阶色散效应不能被忽略或当作微扰处理.这种稳定的光孤子对于将来的光信息处理和传输技术有着潜在的应用价值.

1 引言

随着半导体技术的兴起,作为半导体量子局限材料的半导体量子阱、量子点(semiconductor quantum dot,SQD)在非线性光学等领域已成为了研究的热点之一[1−3].这是由于半导体量子阱、量子点具有着类似超冷原子的分立能级结构,且在实际应用中有着易于集成、易于调控,以及较大的非线性参数等优良特性[4,5].此外,在量子阱、量子点介质中产生保真度高、抗干扰能力强的光孤子[6−9]也被人们在量子通信……