前言


量子力學(xué)誕一個(gè)世紀(jì)后，時(shí)空反演對(duì)稱性（PT-symmetry）將量子理論擴(kuò)展到非厄米哈密頓量體系正了傳統(tǒng)的量子力學(xué)。時(shí)空反演對(duì)稱性的概念起源于量子力學(xué)并了量子力學(xué)領(lǐng)域，激發(fā)人們?cè)诶湓�子物理、超�?dǎo)物理、光學(xué)、原子分子物理、等離子體物理、超材料、電路、聲學(xué)等物理領(lǐng)域?qū)�時(shí)空反演對(duì)稱的非厄米系行研究。尤其在光學(xué)領(lǐng)域中，時(shí)空反演對(duì)稱性與拓?fù)�、時(shí)空反演對(duì)稱性和非線性效應(yīng)相結(jié)合產(chǎn)生新的物理現(xiàn)象，這些新現(xiàn)象在新型光子器件的開發(fā)方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。時(shí)空反演對(duì)稱性在光學(xué)領(lǐng)域中的興起，源于光束的傍軸傳輸方程和量子力學(xué)中微觀粒子波動(dòng)方程的形式一致，即薛定諤方程。因此，經(jīng)典光學(xué)系統(tǒng)成為實(shí)現(xiàn)和觀測(cè)時(shí)空反演對(duì)稱的一個(gè)理臺(tái)。實(shí)驗(yàn)上，人們通衡增益和損耗效應(yīng)構(gòu)建時(shí)空反演對(duì)稱的光波導(dǎo)系統(tǒng)，并觀測(cè)到時(shí)空反演對(duì)稱系統(tǒng)的一系列特殊現(xiàn)象。時(shí)空反演對(duì)稱非線性光學(xué)系統(tǒng)是對(duì)時(shí)空反演對(duì)稱研究的一個(gè)重要拓展。非線性是自然界展現(xiàn)自身復(fù)雜性和多樣性的根源之一，非厄米性和非線性的共同作用勢(shì)必產(chǎn)生新的物理現(xiàn)象。在傳統(tǒng)的非線性的光學(xué)系統(tǒng)中，尤其是對(duì)非線性光波導(dǎo)中非線性波的研究取得了豐富的成果，以光學(xué)孤子為代表的非線性波已經(jīng)發(fā)展為非線性光學(xué)的重要分支之一。非線性光學(xué)系統(tǒng)中研究時(shí)空反演對(duì)稱性的概念一方面可以探索這類光學(xué)系統(tǒng)中新奇的物理效應(yīng)以期用于開發(fā)新型光子器件，另一方面通過類比研究其他的時(shí)空反演對(duì)稱系統(tǒng)的性質(zhì)，不斷加深對(duì)基本物理的理解。本書中主要介紹時(shí)空反演對(duì)稱光波導(dǎo)中的非線性波，關(guān)注一類特殊的非線性波，即光學(xué)孤子。討論時(shí)空反演對(duì)稱光波導(dǎo)中不同非線性效應(yīng)下光學(xué)孤子的存在形式、穩(wěn)定性、自發(fā)對(duì)稱破缺現(xiàn)象和動(dòng)力學(xué)演化特性，系統(tǒng)介紹研究光學(xué)孤子現(xiàn)象的常用數(shù)值計(jì)算方法。本含了筆者感興趣的主題和的研究成果，收集了相關(guān)的研究背景、理論發(fā)展以及數(shù)值和實(shí)驗(yàn)方面的研究成果。希望本書對(duì)本領(lǐng)域的初學(xué)者，以及相關(guān)領(lǐng)域的研究人員有一定的參考價(jià)值。


由于作者所限，書中難免存在一些不足和疏漏之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。