自散焦介质对非线性热像的抑制效应

理论分析了运用自散焦介质抑制热像的可行性,进而通过数值模拟方法,研究了自散焦介质对强激光通过自聚焦介质非线性热像的抑制效应.结果表明,自散焦介质放置在自聚焦介质的前面或后面均能有效地抑制热像形成,但较厚自散焦介质后置情况的热像抑制效果好于前置情况,且自散焦介质与自聚焦介质越薄,二者之间的间隙越小,抑制效果越好.

三维自散焦介质中交叉传输的光束诱导聚焦

关于自散焦介质光束的诱导聚焦问题,二维理论模型与三维体材料中的实验结果只能定性而不能定量地吻合。只有三维理论模型才能定量地描述体材料中的实验现象,但这样的结果至今没有报道。讨论了三维空间中具有一定夹角的双光束传输问题,严格推导出这种情形下的光束耦合传输方程,并且证明了对小夹角双光束传输过程的描述,可以通过具有对横向空间坐标线性"啁啾"相位的初始条件和平行双光束非线性薛定谔耦合方程构成的Cauchy(初值)问题来实现。三维理论模型的数值模拟结果和Stentz的实验结果定量地吻合。

入射角度对在自散焦介质中光束聚焦的影响

自散焦介质中的光束聚焦是通过交叉相位调制效应,强抽运光束诱导弱光束聚焦。自Agrawal发现这一现象以来,许多学者做了广泛的研究。通过推导1+1维自散焦介质中斜入射光束的传输方程,并应用数值计算斜入射角度对弱光束聚焦的影响,得到了入射角度的最佳值(σ=0时,光束最大压缩2.23倍;σ=4.07光束最大压缩2.62倍)。此结果是对自散焦介质中的光束聚焦理论的补充,对利用此现象进行光束压缩实验的实验设计有一定的参考价值。

自散焦介质抑制增益介质热像效应的数值研究

抑制热像形成对提高高功率激光系统中光学元件的安全有重要意义。运用基于快速傅里叶变换的光传输程序,数值研究了自散焦介质对强激光经过增益介质形成热像的抑制效果。结果表明,自散焦介质置于增益非线性介质的前面和后面,选择适当参量,均能有效抑制热像的形成,且自散焦介质与增益介质越薄,二者的B积分越相近,增益介质的增益系数越大,抑制效果越好。

自散焦介质中的光束传输偏转

推导具有一定夹角的双光束传输耦合传输方程,通过数值模拟发现了一个有趣的现象:在一强抽运光束的诱导聚焦条件下,信号光束的传输方向发生了偏转,并且偏转的角度比较大.此现象对光开关的研究有一定的参考价值.

强非局域自散焦介质中傍轴高斯光束的传输特性

依据非局域非线性薛定谔方程和强非局域非线性自散焦介质的特性,通过对强非局域非线性自散焦介质的响应函数作两次泰勒展开,使非局域非线性薛定谔方程近似简化为一个线性方程,并由此来研究1+2维傍轴高斯光束在强非局域非线性自散焦介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和束宽的演化规律.其结果表明:在强非局域非线性自散焦介质中,傍轴高斯光束的束宽随传输距离将不断展宽,不能形成空间孤子.

自散焦介质中光束聚焦的最佳参数选择

对自散焦介质中由交叉相位调制效应引发的光束聚焦过程进行了细致的系统研究 ,讨论了抽运光初始振幅、抽运光 信号光初始间距和抽运光 信号光波长比三个参量对信号光聚焦过程的影响 .数值模拟结果表明 :抽运光越强 ,信号光聚焦程度越大 ;抽运光 信号光初始间距和抽运光 信号光波长比均存在一个最佳值 ,使得光束聚焦达到最佳效果 .通过参数最佳值的选择 。

三维自散焦介质中由交叉相位调制效应引发的光束聚焦

初步研究了三维自散焦介质中由交叉相位调制效应引发的光束聚焦 ,详细分析了信号光在不同抽运光输入振幅时的演化过程。分析结果表明 ,当抽运光输入振幅超过临界抽运光输入振幅时 ,信号光出现聚焦且信号光束面在演化过程中由圆形逐渐演化为弯月形。

用自散焦介质观测Ce:BaTiO_3晶体的自泵浦相位共轭频移

提出利用自散焦介质作为载体测量光折变晶体自泵浦相位共轭的微小频移的新方法，适宜用于区分二波耦合、四波混频对频移的贡献，为研究光折变自泵浦相位共轭频移的产生机制提供了一种新的可能的途径。

光束束宽对自散焦介质中诱导光束聚焦的影响

影响自散焦介质中诱导光束聚焦过程的方程参量和初始条件共有 5个 ,即两光束波长比 (方程参量 )、抽运光和信号光的初始振幅、两光束初始束宽比和两光束中心初始间距。通过数值计算讨论了初始束宽比在不同初始光束间距和波长比情况下对信号光聚焦过程的影响 ,得到了信号光聚焦效果的最佳初始参量条件。从而实现了对影响自散焦介质中诱导光束聚焦过程 5个参量的完整详细研究。

椭圆高斯光束在自散焦介质中的诱导聚焦

研究了在自散焦介质中诱导光束聚焦过程中椭圆高斯光束对光束聚焦的影响。通过数值计算讨论了在不同初始抽运光束振幅、初始光束间距和波长比情况下椭圆高斯光束对信号光束聚焦的影响。影响光束聚焦过程的方程参量和初始条件共有6个,即两光束波长比(方程参量)、抽运光束和信号光束的初始振幅、两光束初始中心间距和两光束X、Y初始束宽比。采用此理论模型验证了Hickmann在1992 年得出的实验结果,数值计算结果表明理论结果能够和实验结果定量地吻合。

自散焦介质中由交叉相位调制效应引起的光束聚焦

根据不同的初始条件(两光束的初始间距、抽运光的模式和强度等),对1+1维和2+1维信号光束和抽运光束共同传输时所满足的耦合非线性薛定谔方程进行了数值计算,大量数值模拟所得结果如下: 1) 对(1+1)维情况,两光束均为基本高斯光束,且有一定初始间距时,抽运光越强,信号光束聚焦程度越大,聚焦(到最窄的)距离越短,超过此距离后开始发散.初始间距存在一个最佳值,使得信号光聚焦程度最大.聚焦距离随初始间距的增大而增大. 2) 对(2+1)维轴对称情况,抽运光为二阶高斯光束、信号光为基本高斯光束且两光束中心重合时,如果抽运光强较小,传输情况与(1+1)维类似;但当抽运光强较大时,信号光将一直聚焦直到发生坍塌;进一步增大抽运光光强,信号光会聚焦并发生分裂,直至坍塌.本文还对以上结果的物理图像进行了讨论.(OB6)

双光束在自散焦介质中对向共同传输时的诱导聚焦

对二维自散焦介质中双光束对向共同传输问题进行了系统研究 .数值模拟结果表明 :在适当的条件下 ,强的抽运光能通过交叉相位调制效应诱导弱的信号光聚焦 .讨论了样品长度、抽运光初始振幅、信号光初始振幅及两光束中心初始横向间距 4个参数对信号光聚焦过程的影响 ,发现存在最佳参数值 。

三维自散焦介质中光束聚焦的最佳参量选择

对三维自散焦介质中由交叉相位调制效应诱导的光束聚焦过程进行了系统研究 ,讨论了抽运光振幅、抽运光信号光初始偏移和抽运光信号光波长比三个参量对信号光聚焦过程的影响。根据自散焦介质中强抽运光诱导弱信号光聚焦满足抽运光与探测光模型 ,对传输方程进行了优化 ,大大减少了数值模拟运算时间。数值方法采用分布傅里叶方法。数值模拟结果表明 :抽运光越强、抽运光信号光波长比越大 ,信号光聚焦程度越大 ;抽运光信号光初始偏移存在一个最佳值 ,使得光束聚焦达到最佳效果。通过参量最佳值的选择 ,可提高光束聚焦的效率。

三维自散焦介质中的暗光束诱导亮光束聚焦

为了获得一种对称压缩圆光束的方法，系统研究了三维自散焦介质中亮一暗光束对的共同传输。数值结果表明：当两光束中心重合时，若抽运光（暗光束）初始振幅远大于信号光（亮光束）初始振幅，抽运光将通过交叉相位调制（XPM）诱导信号光聚焦，使得信号光的圆形光斑被对称压缩。讨论了光束参量对信号光聚焦效果的影响，发现抽运光初始振幅越大，信号光聚焦越强。当抽运光初始振幅一定时，暗光束的初始束宽存在最佳值使得信号光压缩最强。当抽运光与信号光的波长比取值为0．5～1．5时，信号光聚焦程度随着波长比的增大而有所降低。还设计了验证理论结果的实验方案。

非均匀分布介质对光束偏转的影响

自散焦介质中双光束斜入射耦合能发生光束偏转,通过数值模拟发现在非线性折射率不是均匀分布时光束偏转能降低抽运光功率并且偏转角度不减小,在相同的功率条件下,能产生更大的偏转.此现象对光开关的研究有一定的参考价值.

振幅掩模对非线性系统中调制不稳定性的影响

在LiNbO3∶Fe晶体中实验观察了由内在噪音引起的调制不稳定性和加入振幅掩模后产生的调制不稳定性,并对二者进行了比较。在使用振幅掩模时,根据晶体c轴方向与振幅掩模所带周期格子暗斑主轴方向的关系,分两种配置进行了观察比较,第一种配置是二者平行,第二种配置是二者成45°夹角。实验结果表明,掩模的加入加快了调制不稳定性的出现,但在第二种配置下产生的调制不稳定性对晶体内已形成的光子晶格的影响较小,并且这些周期性的光子晶格反过来对调制不稳定性的进一步发展有很好地抑制作用。由于光孤子有很高的应用价值,而调制不稳定性被看作是光孤子形成的预兆,所以研究它具有广泛的应用前景。

白光和激光产生的调制不稳定性的比较

在非线性自散焦LiNbO_3∶Fe晶体中,实验观察了用激光作光源和用白光作光源两种情况下所产生的调制不稳定性,并从三个方面对这两种情况进行了比较。实验结果表明:在两种情况下,达到稳定状态前,MI现象都会随辐照时间的增加而变得越来越清晰,并且MI图样都会随着入射光束形状的变化而变化。不同的是,用白光作光源时,灯丝长度方向与晶体c轴方向的夹角大于等于45°时出现MI,而用激光作光源时,入射光束方向与c轴方向的夹角不大于45°才出现MI。

光电集成与器件

rN256 99053162平板波导的非线性耦合=Nonlinear coupling ofplanar waveguides[刊,中]/佘守宪(北京交通大学物理系.北京(100044))//光学学报.—1999,19(2).—230—234给出了由两个平板波导耦合成的定向耦合器,在两波导的间隙(耦合区)为克尔(Kerr)型非线性介质时耦合系数与导波功率的关系的计算公式与计算步骤。给出了耦合区为自聚焦介质及自散焦介质两情况的计算实例,并对计算结果进行了讨论。图1表2参7(严寒)TN256 99053163毫米波扩展半球透镜/物镜天线系统辐射特性分析=Analysis of far—field pattern of an extendedhemispherical lens/objective lens MMW anten-