暗示空间孤子的相互作用-非线性光学与光子学

前面主要讨论了单个空间孤子在非线性介质中的产生原理和形成特性。现在讨论在已经形成的两个（或多个）空间孤子之间的相互作用行为。一般而言，空间光学孤子之间的相互作用，可呈现出多种形态迥异的特性，其中包括由这种相互作用导致的空间孤子相互间的吸引、推斥和融合，也包括了可控制孤子的弯曲、分叉或者消失。在两作用孤子不位于同一平面的情况下，甚至可形成一对在非线性介质成螺线方向行进的空间孤子对。空间孤子对的具体相互作用特性，一方面取决于入射光束本身的条件（空间结构、光强分布等），另一方面也决定于非线性介质的感应折射率变化特性。

光学空间孤子间的相互作用，基本上可按参与作用的光束之间的时间相干性质而区分为两类。一种是相干相互作用，其前提是介质折射率变化的形成时间，远远短于参与作用的两光束的各自相干时间；此情形下，两孤子光束间的相互作用，直接受到它们之间干涉效应的影响。另外一种是非相干相互作用，其前提是给定介质折射率感应变化的响应时间，远远大于作用光场的相干时间；在此情形下，空间孤子间的相互影响，与参与作用的光束之间的相位差无关，亦即不必考虑它们之间的干涉效应。通常说来，相干作用可发生在三阶各向同性介质和二阶各向异性介质中形成的空间孤子之间；而非相干作用则发生在液晶和光折变介质内形成的空间孤子之间。(www.xing528.com)

光学空间孤子的研究之所以受到研究者们的重视，是基于这些研究可提供一系列独特的潜在应用。首先人们会想到的是，利用空间孤子技术可在适当的非线性介质中产生瞬时、半永久甚至永久的直线、曲线或分叉式光波导结构，从而可用来进行三维光路布局以及空间复用。空间光学孤子的另一类重要应用，是实现全光学式开关、指向、联通和光址搜寻等新型集成光学器件，这些关键器件是改进多通道大容量光通信系统、光信息存储和处理系统以及发展纯光学计算机技术所必不可少的。