超短脉冲光束传输缓变包络近似理论的失效和空间奇异性的形成与消除

研究了单周期或更短的超短脉冲光束在真空中的传输 .结果显示 ,在此情况下缓变包络近似理论已不再有效 ,其失效的原因是 ,该理论导致了脉冲光束解的空间奇异性 ,并使脉冲光束不再具有符合物理意义的光束行为 ,而通过复解析信号的分析方法可以消除这种空间奇异性 .给出了时间波形为Gauss ,HyperbolicSecant和Lorentz的脉冲光束奇异性的计算模拟 ,并给出了解决这些奇异性的复解析信号解 .同样 ,会发现在脉冲光束超过一定的长度后两种解是一致的 .

单周期以上双曲正割脉冲光束的传输性质

从傍轴波动方程出发,给出了超短双曲正割脉冲光束的解析解.此解可以描述单周期以上的超短双曲正割脉冲光束.此脉冲光束解的每个频率分量都是高斯函数与双曲正割函数乘积的形式,具有相同的衍射距离参数.对这种超短脉冲光束在自由空间中的传输性质进行了研究.

超短脉冲复宗量辛格高斯光束

利用理论解析推导的方法,在傍轴近似条件下,给出了一组新的超短脉冲光束的解析解,称为超短脉冲复宗量辛格高斯光束.此脉冲光束解的每个频率分量都是复宗量高斯光束,时间脉冲的形状为辛格函数.对这种超短脉冲光束及其在自由空间中的传输过程进行了较为细致的研究,讨论了超短脉冲复宗量辛格高斯光束的轴上光强、光强的横向分布、脉冲极性反转、脉冲延迟等性质.

超短脉冲复宗量拉盖尔—高斯光束

从超短高斯脉冲光束出发,根据拉盖尔多项式的性质,用理论解析推导的方法,给出了一组新的超短脉冲光束的解析解,称为超短复宗量拉盖尔高斯脉冲光束。此脉冲光束解的每个频率分量都是复宗量拉盖尔高斯光束,时间脉冲的形状是任意的,具有相同的衍射距离参量,并且可以描述短于一个光学周期的超短脉冲。对这种超短脉冲光束及其在自由空间中的传输过程进行了较为细致的研究,分析了超短复宗量拉盖尔高斯脉冲光束的轴上光强、光强的横向分布、衍射性质、脉冲极性反转、脉冲延迟等。讨论了引入缓变包络近似后出现的时空奇异性。

超短双曲余弦高斯脉冲光束的传输性质

利用缓变包络近似，给出了一组傍轴波动方程的解析解，该解可以表示一组新型超短脉冲光束，即超短双曲余弦高斯脉冲光束。对超短双曲余弦高斯脉冲光束在自由空间的传输性质进行了详细的研究，给出了传输时的轴向光强、横向光强分布、极性反转、脉冲时间延迟、功率谱等。结果表明，超短双曲余弦高斯脉冲光束的轴上光强随着传输距离的增加而平滑地减小。双曲余弦函数的参数对脉冲光束的空间强度分布及脉冲宽度都有影响。给出了超短双曲余弦高斯脉冲光束功率谱的解析表达式，研究表明随着双曲余弦函数参数的变大，功率谱会分裂成几个峰，远离光束中心的边缘会出现红移现象。