园型边界条件下强非局域非线性介质的二维空间孤子

利用自相似技术求解在强非局域非线性条件下的(2+1)维非线性薛定谔方程,从中得到1个精确的贝塞尔(Bessel)解析解,其结果表明:这种贝塞尔孤子形成了一类空间孤子簇.

强非局域非线性介质中的库墨-高斯孤子簇

利用自相似技术求解一个在强非局域非线性条件下的(2+1)维非线性薛定鄂方程,我们得到一个精确的库墨高斯(Kummer-Gass)解析解,结果表明,这种库墨高斯孤子可以形成一族空间孤子簇。数值模拟体现了空间孤子传输稳定性的特征。

强非局域非线性条件下圆形边界的S—M孤子解

本文利用自相似技术考察了圆形边界非局域非线性介质中Snyder—MitcheⅡ孤子传输。通过求解Snyder-MitcheⅡ孤子控制方程，我们首先获得了强非局域非线性介质中光束稳定传输的惠泰克光孤子解，然后通过特殊函数间的转化关系相继得到了拉盖尔孤子、贝塞尔型孤子簇等各种不同形式的精确解析解，并对他们的传输特性进行了初步分析。

强非局域非线性光学介质的矢量效应

本文研究了强非局域非线性光学介质的传播动力学矢量效应。具有角向偏振和螺旋相位的矢量涡旋光束在强非局域非线性光学介质中传播时，矢量涡旋光束的偏振奇点与相位奇点之间的相互作用导致新奇的光学现象。当偏振拓扑数等于涡旋拓扑数时，由于强非局域非线性光学的自聚焦效应，光场中心的奇点消失，并且能量可以在光束中心积累。数值计算结果表明由于涡旋的存在，矢量涡旋光场在传播过程中旋转。这些结果将有助于在相应的领域光场调控技术的应用。

强非局域非线性介质中光束传输的空间光孤子解

利用1+2维Snyder-Mitchell模型讨论了柱坐标系下光束传输过程,得到了强非局域非线性介质中光束稳定传输的拉盖尔高斯型解,即空间光孤子解,并得到了入射光束稳定传输的临界功率.图示展现了几个低阶光孤子解,并发现了强非局域非线性介质中存在圆环形光孤子.

强非局域非线性介质中的超高斯空间光孤子族

运用变分法,对任意实对称响应函数泰勒级数展开取至二阶,得到了1+1维强非局域非线性介质中光束传输的超高斯光束的近似分析解,提出了超高斯空间光孤子族模型。分析结果表明:束宽解是三角函数型,相移、空间啁啾以及临界输入功率都正比于超高斯光束的阶数,束宽振荡周期不仅与介质材料有关,而且还与光束和相位因子的阶有关。提出了准方波形空间光孤子的可能性。

强非局域非线性介质中的二维库墨-高斯孤子簇

利用自相似技术求解一个在强非局域非线性条件下的(2+1)维非线性薛定谔方程,得到一个精确的库墨-高斯解析解,数值模拟与解析解的一致性表明,这种库墨-高斯孤子形成了一类空间孤子簇.发现这种非局域孤子具有较大的相移.

相位调制高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性

利用(1+1)维Snyder-Mitchell模型和空间正弦相位调制的方法,讨论了如何控制高斯光束在平面波导中的传输问题,发现只要适当地选择调制参数就可得到稳定对称的三、五和六束子光束的共同传输,其独特全新的相互作用过程在光开关、编码器和分光器上有潜在的应用价值.

强非局域非线性介质中光束传输的Ince-Gauss解

利用强非局域非线性介质中傍轴光束传输的线性模型(Snyder-Mitchell模型)讨论了椭圆坐标系下光束传输过程,通过设立Ince多项式对Gauss函数的调制解得到了强非局域非线性介质中光束稳定传输的Ince-Gauss解.当Ince-Gauss光束的入射功率为临界功率时,光束保持孤子形式传输,否则传输光束的束宽呈现周期性波动,即为呼吸子形式.同时还数值模拟了呼吸子的传输过程.Ince-Gauss光在一定条件下可以连续转换为Hermite-Gauss光或Laguerre-Gauss光,图示展现了几个低阶Ince型光孤子及其转换情况.

强非局域非线性介质中拉盖尔-高斯型光孤子相互作用

利用强非局域非线性介质中傍轴光束传输的线性模型(修正的Snyder-Mitchell模型)讨论了两束共线(即光束中心和传输方向都相同)拉盖尔-高斯型光孤子的传输过程.改变双光束的相对阶数和相对强度比,叠加光场在传输截面上的光强分布呈现出多样性,通过叠加的方法在该介质中产生了多环形光孤子.一定条件下传输光束在传输过程中会出现旋转现象,叠加光场成为旋转光场,给出了旋转光束的旋转条件以及旋转速度.进一步利用拉盖尔-高斯光束在传输过程中特有的螺旋相位特点分析了光场截面强度多样性产生的物理机理.

椭圆响应强非局域非线性介质中的二维异步分数傅里叶变换及光束传输特性

研究了椭圆响应强非局域非线性介质中的光束传输问题.结果表明:任意光束在这类介质中传输时均遵守二维异步分数傅里叶变换的传输规律.基于二维异步分数傅里叶变换这一数学工具,可很方便地对光束的传输进行解析求解并分析其性质.利用二维异步分数傅里叶变换的性质,讨论了一般光束的传输性质;分析了孤子和二维异步呼吸子的形成条件;得出了孤子/呼吸子的相互作用规律.

强非局域非线性介质中复宗量厄米高斯光束的传输

利用Snyder-Mitchell模型讨论了笛卡儿坐标系下(1+1)维和(1+2)维光束的传输过程,得到了强非局域非线性介质中传输光束的复宗量厄米高斯型解。该解为抛物线柱函数对高斯光束的调制。给出了复宗量厄米高斯光束共线传输情况。在一定条件下共线传输的复宗量厄米高斯型光束演化为涡旋光束。给出了单束复宗量和涡旋复宗量厄米高斯光束在临界功率下的传输过程,发现它们在传输过程中光束截面和光斑尺寸呈现周期性的呼吸变化,即为呼吸子或旋转涡旋呼吸子。

输入面纵向偏移诱导的强非局域非线性光传输特性变化

基于模式分解方法,分析了输入面纵向偏移诱导的强非局域非线性光传输特性变化的普适性规律.结果表明光束输入面移动后导致的影响包括:光斑在每个周期内出现的位置和顺序的变化、相同形状的光斑在输入面移动前后大小的差异以及波面曲率因子的演化.这些性质可用一个简单的数学公式进行归纳;利用这一公式可方便地由输入面移动前的任意光束解得到输入面纵向移动后的光束解.

强非局域非线性介质中强光导引的弱光呼吸子传输规律研究

研究了强光导引的弱光呼吸子传输问题.尽管弱光本身的非线性效应可以忽略,但强光通过强非局域非线性效应会对弱光形成约束并与弱光本身的衍射效应达到动态平衡,从而形成呼吸子.得到了弱光呼吸子的解析表达式,在此基础上分析了其束宽的呼吸演化规律,并对弱光呼吸子整体轨迹的形状、方位、旋向等性质进行了系统的研究.

强非局域非线性介质中的形变像散椭圆呼吸子

得到了强非局域非线性介质中的形变像散椭圆呼吸子的解析解,并基于解析解讨论了这类呼吸子的演化性质.在传输过程中光束在两个维度上仍保持高斯的形状,但束宽与等相位面曲率均做两个维度上不同步的等周期演化.当光束在两个维度上均为非束腰入射时,不管功率如何,光束的汇聚或发散惯性将继续保持一段距离,继而形成二维异步同周期呼吸效应.当光束在某方向上为束腰入射时则既可能形成二维异步呼吸,也可能只有一维呼吸.束宽的二维异步呼吸还导致了椭球等相位面曲率以及光斑椭圆率的周期性变化.在二维束腰重合情况下,椭圆率的最大值和最小值总是固定的且二者之积为1;入射位置的变化不影响椭圆率最值,但会影响椭圆率变化速度在一个周期内的分布均匀性和最大椭圆率出现的位置.

强非局域非线性介质的Z扫描研究

针对铅玻璃和向列相液晶等材料分析了有边界限制的强非局域非线性介质的Z扫描特性。在理论上参照热透镜模型,利用空间q参数得到了归一化的Z扫描透射比曲线,发现介质的边界条件对透射比曲线影响可以忽略,曲线的峰谷位置及其差值与入射功率有关。在实验上以铅玻璃为例,通过改变入射功率,验证了曲线的峰谷情况与入射功率的关系,并得到了材料的非局域非线性参数。

复宗量Laguerre-Gauss光束在强非局域非线性介质中的传输

研究得到了偏离束腰入射的复宗量Laguerre-Gauss光束在强非局域非线性介质中传输的解析表达式,并且得到了其二阶矩束宽的解析解.通过例子研究了偏离束腰入射的复宗量Laguerre-Gauss光束在强非局域非线性介质中传输性质.结果表明:非(0,m)模的复宗量Laguerre-Gauss光束的光束形状随着传输而发生改变,并以Δz=πzc为周期做周期性演化.而(0,m)模复宗量Laguerre-Gauss光束在演化过程中则形状保持不变,仅改变光束宽度;不论功率多大,在偏离束腰入射条件下总是表现为呼吸子;只有当其为束腰入射,并且入射功率等于临界功率时才能形成孤子.

强非局域非线性介质中时空可控艾里-因氏-高斯光束的传输

根据强非局域非线性介质(SNNM)中傍轴光束传输遵循的(3+1)维薛定谔方程,获得了椭圆坐标系下时空可控艾里-因氏-高斯(CAiIG)光束的解析解。CAiIG光束由具有不同初始速度的艾里脉冲对空间因氏-高斯光束时域调制获得。通过调整光束初始入射功率和临界功率的比率、初始入射速度以及椭圆参数,探讨了SNNM中CAiIG光束的传输过程。时空CAiIG光束在传输过程中保持非色散特性。依据初始入射功率和临界功率的比率,光束束宽在空间呈现出周期性振荡(功率比不等于1)或者保持不变(功率比等于1)的状态。调整椭圆参数的值可以实现时空艾里-因氏-高斯光束与时空艾里-拉盖尔-高斯光束及时空艾里-厄米-高斯光束间的连续转换。此外,给出了SNNM中CAiIG光束呈呼吸态传输时几个传输截面上的能流分布图。

依据强非局域介质中光孤子相互作用实现全光互联

根据强非局域介质构成的平面介质波导中同频率和同极化的多光束共同传输模型方程,求得了任意斜入射多光束相互作用的精确解析解。基于强非局域介质空间双光孤子的相互作用原理,提出了利用全同孤子作为信号光来实现全光互联,但实现的逻辑也仅仅局限于短距离作用,还对全光开关抑或反相器作了详细叙述,通过实例给出了这类设计的优化方案。

强非局域介质中1+1维Sech损耗光孤子

运用变分法研究1+1维sech光束在存在小损耗强非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的近似演化方程和束宽的近似演化规律以及一个临界功率。当初始功率大于临界功率时,束宽按准正弦和准余弦函数规律作准周期的压缩变化;当初始功率小于临界功率时,束宽按准正弦和准余弦函数规律作准周期的展宽变化;当初始功率等于临界功率时,可以得到束宽随传输距离缓慢展宽的准sech空间孤子。