使用光纖激光器產(chan) 生光孤子已為(wei) 大家所熟知。光纖理論上應該是各項同性的，但由於(yu) 製造工藝的限製、使用中的隨機應力產(chan) 生等客觀條件，普通光纖一般都具有弱雙折射。標準單模光纖的雙折射長度在1550nm波長大概為(wei) 1到10米。如果在光纖激光器中使用偏振相關(guan) 器件比如起偏器，生成的孤子一般來說可以認為(wei) 是標量孤子，即孤子偏振方向唯一。如果光纖激光器中沒有偏振相關(guan) 器件，那麽(me) 沿光纖的兩(liang) 個(ge) 偏振方向都是可以實現光孤子的，如果這兩(liang) 個(ge) 光孤子綁定在一起作為(wei) 一個(ge) 整體(ti) 在光纖中傳(chuan) 播，我們(men) 就稱其為(wei) 矢量孤子。其兩(liang) 個(ge) 分量的綁定可以通過中心波長的偏移產(chan) 生的互相位調製補償(chang) 雙折射導致的群速度差異來實現的。

　　標量孤子實際上是矢量孤子的一種簡化版本。矢量孤子的動力學特性才是激光器特別是光纖激光器中脈衝(chong) 演變的真實再現。因此在理論研究中必須采用耦合的方程組來描述脈衝(chong) 在光纖激光器中的演變過程而不能使用簡化的標量模型。1997年，S.Cundiff等人首次在線性腔光纖激光器中實現矢量孤子（S.Cundiffetal.,Opt.Express1,12-21(1997)）。2008年，新加坡南洋理工大學D.Y.Tang教授的研究小組成功解決(jue) 了環形腔光纖激光器中無法產(chan) 生矢量孤子輸出的難題，首次在環形光纖激光器中實現矢量孤子（L.M.Zhaoetal.,Opt.Express,vol.16,no.13,pp.9528-9533,Jun.2008），並在隨後的係列研究中揭示了矢量孤子的許多有趣的性質，比如:1）偏振旋轉鎖定效應[L.M.Zhaoetal.,OpticsExpress,16,10053(2008)]。當矢量孤子的偏振狀態不鎖定時，其偏振狀態將在腔內(nei) 旋轉，如果旋轉的周期接近腔長時，該偏振狀態旋轉可以鎖定為(wei) 腔長的整數倍。2）獨特的孤子間相互作用。在矢量孤子群中存在一種新奇的相互作用模式：組成矢量孤子群的矢量孤子之間可以存在不間歇往複運動[L.M.Zhaoetal.,OpticsExpress,17,8103(2009)]。3）不同類型的矢量孤子可以在激光器中共存[L.M.Zhaoetal.,OpticsLetters,34,3059(2009)]。偏振鎖定矢量孤子和偏振旋轉矢量孤子是兩(liang) 種不同的矢量孤子，但實驗發現偏振鎖定矢量孤子和偏振旋轉矢量孤子可以同時存在於(yu) 一個(ge) 鎖模光纖激光器中。4)矢量孤子也可以在正常色散區形成[L.M.Zhaoetal.,OpticsLetters,35,1902(2010)]。

　　矢量孤子的產(chan) 生是由於(yu) 光纖的弱雙折射的存在，而光纖的弱雙折射是與(yu) 波長無關(guan) 的，因此在其它波段也應該可以觀測到矢量孤子在光纖激光器中的形成。江蘇師範大學的研究小組在工作波長為(wei) 1950nm附近的摻銩光纖激光器中觀測到了矢量孤子的生成，如圖一所示。通過控製腔內(nei) 的平均雙折射，可以調節矢量孤子兩(liang) 個(ge) 分量之間的波長偏移。數值模擬很好的再現了實驗結果，如圖二所示。這一研究成果為(wei) 在2um波段研究矢量孤子性質奠定了基礎，有望擴展人們(men) 對矢量孤子的認識。

　　此項研究得到了國家自然科學基金委、江蘇省科技廳、江蘇省教育廳（江蘇省優(you) 勢學科和江蘇省高校協同創新中心）的資助支持，由江蘇省先進激光材料與(yu) 器件重點實驗室趙鷺明教授領銜的研究小組完成。目前，研究人員正在積極開展後續研究，希望可以揭示矢量孤子在2um波段的特性。

　　圖一矢量孤子的光譜圖

　　圖二數值模擬得到的矢量孤子光譜圖