因为在二阶非线性晶体中产生折射率变化的物理机制与三波混频过程引起的介质分子电子云畸变有关，一般Δn的反应时间为10-14～10-15 s，而Δn的正负性则决定于参与作用光场之间的相位关系，因此在此种介质中两个或多个空间孤子间的相互作用，属于典型的相干式作用［59～61］。
首先，考虑一个在二次谐波晶体中两个不位于同一平面并且成一微小夹角传输的空间孤子光束的相互作用实验［60］。样品介质为一个11.4 mm长的KNbO3单晶，按类型Ⅰ匹配方式放置；波长为983 nm和脉宽为22 ps的两激光束作为基波，以非共面并成微小夹角方式同时入射。经聚焦后两光束在入射端面处的光斑尺寸均约为18 μm，两光斑在该端面垂直和水平两方向上的距离分别为10 μm和80 μm，两光束沿水平方向上的传播夹角约为0.9°。对每一入射光束而言，为产生空间孤子而要求的入射光强约为3 GW/cm2，在该实验中为观察两空间孤子相互作用而设定的入射光强水平为4.5 GW/cm2。图13-11（a）是两脉冲光束前后单独入射时，记录到的晶体样品输出端的光斑图形，标志着各自光束的孤子形成特点。图13-11（b）是两光束以零相位差方式同时入射，记录到的输出端光斑图形，此时可观察到两输出光斑之间第三个光斑的出现，亦即新空间孤子光束的产生；同时也应注意到由于两入射光束非共面相互作用而导致的输出光斑连线方向的相对旋转。图13-11（c）进一步显示了当两入射光束相位差，在0～2π间取不同值时记录到的输出光斑图形变化情况；其中可看出中间输出光斑位置，随着相位差的不同而产生向另外某一光斑处靠近或远离的移动。
图13-11 两空间孤子光束在二次非线性晶体中的相互作用［60］
（a）两脉冲光束在时间上不重合入射时的孤子出射光强分布；（b）两光束在时间上重合入射并具零相位差时的出射光强分布；（c）两光束同时入射而之间具有不同相位差时的出射光强分布［图（c）相对于图（a）和（b）按顺时针方向旋转了90°］(https://www.xing528.com)
图13-12是另外一个展示光学信号逻辑处理能力的有关空间孤子相互作用的实验［61］。非线性介质为一个63 mm长、10 mm宽，经周期性极化和Ti扩散而制成的LiNbO3平面光波导，工作在温度调谐满足产生二次谐波作用的相位匹配状态。两个波长为1 548 nm、脉宽为4 ps、重复率为20 MHz、峰值功率为千瓦级的激光束以基波方式，在同一波导平面内以约0.4°的夹角入射。在波导入射端面处，每一光束呈现长椭圆光斑形状，其沿波导平面方向上的尺寸约为60 μm。实验表明，当两脉冲光束以零相位差同时入射时，在介质内形成的两空间孤子在波导输出端形成一个单一的沿角平分线出射的光束出射。这一实验的特殊之处是当一束入射光（A）为一串脉冲序列，另一束光（B）只含一个单独脉冲的安排下，可通过适当调节两入射光束相对延迟，而使光束B中的单独脉冲与光束A中的某一选定脉冲在时间上重合，并以零相位差方式入射，则此时可在两入射光束角平分线方向上产生一个新的单个脉冲，如图13-12右端所示。该实验研究的结果表明，采用这种方法原则上可实现高达125 GBits的光开关重复速率。
图13-12 通过同时向一个二次谐波晶体注入具有很小交角的两孤子光束而实现光脉冲选取（光束A包含了一列脉冲串，而光束B只包含一个单独的控制脉冲，包含有被选取脉冲信号的第三个孤子光束C在中线方向上产生）［61］
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