自陡效应对飞秒脉冲光束自聚焦特性的影响

为了研究在非线性正常色散介质中,自陡效应对高强度飞秒脉冲光束自聚焦特性的影响,同时考虑色散、时空聚焦和克尔效应。基于(3+1)维的修正非线性薛定谔方程,采用对称分步傅里叶数值计算方法,分不考虑自陡效应即只有色散、时空聚焦及克尔效应和考虑自陡效应两种情况,对90 fs超短脉冲光束的自聚焦特性进行了数值仿真。结果表明,色散、时空聚焦和克尔效应的共同作用会使脉冲分裂成丝,能量减少,脉冲展宽,时空聚焦和色散的相关性使脉冲产生了另一延迟,延迟和传输距离及色散成正比;而自陡效应则可以明显降低脉冲峰值强度,减弱非线性的影响,抑制脉冲自聚焦,使时间波形分裂更小,对脉冲延迟量影响较小。

亚纳秒脉冲泵浦机制超短脉冲和超连续谱的产生

本文仿真研究了亚纳秒脉冲泵浦机制超短脉冲的产生和超连续谱的形成。首先,简要介绍了激光在非线性介质传输所满足的广义非线性薛定谔方程;然后,研究了分步傅里叶法时域步长的选取和空间步长高精度自适应变化的实现;最后,逐渐增加入射脉冲的峰值功率,仿真了超连续谱的形成。结果表明:亚皮秒量级的超短脉冲可以由亚纳秒脉冲经过调制不稳定性分裂产生,而与超短脉冲有关的高阶非线性效应(包括自陡效应、脉冲内拉曼散射效应、高阶孤子分解)最终导致了30 dB带宽从481 nm一直延伸到1 750 nm超连续谱的形成。

超常介质中暗孤子的形成和传输特性研究

利用一种扩展的双曲函数级数方法求解超常介质中的传输方程,得到了各种不同情形下的暗孤子解,分析了可控自陡效应和二阶非线性色散效应对孤子形成和传输特性的影响.结果表明,超常介质中负的自陡效应使得暗孤子的中心位置随传输距离向脉冲前沿方向漂移,与常规介质中自陡效应(恒为正)的作用相反;特别是,由于二阶非线性色散的作用,使得在没有线性群速度色散的情形下同样可形成孤子,而且在反常线性色散情形也可形成暗孤子.