非線性光科學與量子技術研究團隊于2025年4月3日舉行第五期研究生論壇,全體成員和各位導師共同參加。這次組會由兩名研一學生和兩名研二學生分别彙報自己的研究進展,然後老師與同學們對彙報内容進行學術探讨,并對存在的問題給出相應的指導和建議。
吳森:本次組會對近期工作内容進行了總結彙報,以Manakov系統的背景介紹進行展開,展示了Manakov系統的三種矢量孤子解,引出了我們正在做的跳動孤子。我們的工作是研究具有四波混頻項的非線性薛定谔方程,通過變換轉化為Manakov方程,利用該方程的亮暗孤子疊加得到原方程的跳動孤子。我們指出四波混頻參數會使系統的總密度呈現出周期性,會影響系統的對稱性,會使得孤子的振幅發生變化,并給出了相應的相圖标注了各個分區導緻的不同動力學現象。

俞可欣:本研究聚焦于被動鎖模光纖激光器中單孤子與多孤子脈沖的動态特性及其編碼信息存儲潛力。通過結合數值模拟與實驗驗證,旨在揭示孤子脈沖的形成機制、偏振演化規律及非線性效應的影響,為光纖通信與高精度激光器設計提供理論支持。數值模拟方法分步傅裡葉法:用于線性項(色散、雙折射)的頻域求解。四階龍格庫塔法:用于非線性項(自相位調制、交叉相位調制)的時域疊代。光路循環模拟:5000圈循環模拟脈沖演化,對比實驗與仿真結果。耦合非線性方程能準确描述光纖中孤子脈沖的動态演化。實驗與仿真結合的方法為複雜光路設計提供了高效驗證工具。

楊丹豐:本次組會彙報了旋轉 Rydberg-修飾 BECs 中 PT-對稱渦旋孤子的研究進展。通過平方算符法 (SOM) 數值求解非局域 GPE,研究了孤子的穩定性和拓撲相位特性,并結合線性穩定性分析探讨了 PT 對稱破缺及旋轉頻率的影響。研究發現,六核渦旋孤子的穩定性受拓撲荷數 m 和旋轉頻率 ω 影響,其中正拓撲荷孤子比負拓撲荷更穩定,且非局域參數 σ過大可能破壞穩定性。相比标準 BECs,Rydberg 作用與 PT 勢場可有效調控孤子結構和穩定性,為研究高維旋轉 BECs 中的非線性拓撲激發提供了新思路。

高成:本次組會彙報了智能納米纖維口罩及其呼吸監測的研究進展。通過摩擦納米發電機(TENG)和表面增強拉曼散射(SERS)的結合,研究了靜電紡絲制備的納米纖維厚度與粗糙度對TENG性能的影響以及摻雜不同形貌的銀對SERS性能的影響。研究發現,在聚丙烯腈—聚偏氟乙烯(PAN-PVDF)結構下,摩擦電電壓随表面粗糙度和電極層和導電層的表面之間的差距距離的減小而增加;在拉曼激光的照射下,纖維素中摻雜的銀可以大大增強目标分子的拉曼信号。相比于商業口罩,實現了智能口罩的自供電和低濃度的目标分子拉曼檢測,使在手機上實時遠程監控使用者的呼吸頻率等物理指标和攜帶的病毒等生化指标成為可能。
