弱非局域介质中1+2维高斯型空间光孤子

利用变分法研究1+2维傍轴Gauss光束在弱非局域非线性介质中的传输特性,得到了Gauss光束各参量的演化方程、空间光孤子及其存在的条件,并对Gauss型光孤子的稳定性进行了分析。

弱非局域介质中的高斯型空间光孤子

利用变分法研究了1+1维傍轴高斯光束在弱非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程以及空间孤子存在的条件,并对弱非局域非线性介质中的高斯型空间光孤子的稳定性进行了分析。

具有e指数响应的弱非局域介质中的Sech空间光孤子

运用变分法研究了1+1维sech型光束在具有e指数响应的弱非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和一个临界功率.当光束初始功率等于临界功率时,得到了一个稳定的sech型空间光孤子.

竞争非局域介质中光束调控

非局域空间孤子具有低功率、类似粒子的弹性碰撞特性,因此在光信息处理和光连接领域具有潜在应用。为了获得光束传输的有效控制方法,数值计算了亮孤子及亮孤子对由非局域介质进入竞争非局域介质后的传输行为。发现,非局域亮孤子进入竞争非局域介质后以呼吸子的形式传输。非局域偶极孤子进入竞争非局域介质后分裂成两个独立传输的亮孤子。反位相非局域亮孤子组成的震荡束缚态进入竞争非局域介质后的传输行为与界面(非局域介质与竞争非局域介质的交界)位置有关。当界面选到节点(非局域孤子间距离取最小值的点)附近时,震荡束缚态分裂成两个独立的孤子;界面选到其它位置时,震荡束缚态以准束缚态形式传输。该发现为光的传输与控制提供了新的方法。

弱非局域介质中的Sech空间光孤子

利用变分法研究了sech光束在弱非局域介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程以及空间孤子存在的条件,并对sech空间光孤子的稳定性进行了分析.

弱非局域介质中1+2维高斯型损耗空间光孤子

利用变分法研究了1+2维傍轴高斯型光束在含有小损耗的弱非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和一个临界功率。在介质损耗足够小的前提下,当光束初始功率等于临界功率时,得到了一个束宽随传输距离缓慢展宽了的1+2维高斯光束型准空间光孤子——损耗空间光孤子。

弱非局域介质中的高斯型损耗空间光孤子

利用变分法研究了1+1维傍轴高斯光束型在含有小损耗的弱非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和一个临界功率。在介质损耗足够小的前提下,当光束初始功率等于临界功率时,得到了一个束宽随传输距离缓慢展宽的准空间光孤子——损耗空间光孤子。

弱非局域介质中的Sech型损耗空间光孤子

运用变分法研究了1+1维sech型光束在含有小损耗的弱非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和一个临界功率.在介质损耗足够小的前提下,当光束初始功率等于临界功率时,得到了一个sech型损耗空间光孤子.

亚强非局域介质中的超高斯空间光孤子族研究

研究了亚强非局域介质中超高斯光束的传播特性.运用变分法,对任意实对称响应函数泰勒级数展开取至四阶,得到了1 +1维亚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.分析结果表明:束宽解是椭圆雅可比双周期函数,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.提出了超高斯空间光孤子族模型和准方波形空间光孤子的实现可能性.

高斯光束在强非局域介质中的传输特性

本文从Helmholz方程出发导出了高斯光束在强非局域非线性响应介质中所满足的非线性薛定谔方程,并利用对任意实对称响应函数泰勒级数展开的技巧,得到了二维强非局域非线性介质中光束传输的高斯光束的近似解析解。分析结果表明:束宽解是三角函数型,得出束宽幅度比、以及束宽波动周期都和入射功率的关系。

弱非局域介质中1+2维sech型损耗空间光孤子

应用变分法研究了1+2维sech型光束在含有小损耗且具有e指数响应的弱非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程、演化规律和一个临界功率.在介质损耗足够小的前提下,当光束初始功率等于临界功率时,得到了一个除了产生相移外,束宽大小可近似保持不变的1+2维sech型损耗空间光孤子.

弱非局域介质中的厄米-高斯型空间光孤子

运用变分法研究了1＋2维厄米-高斯光束在弱非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和一个临界功率.当光束初始功率等于临界功率时,得到了一个稳定的厄米-高斯型空间光孤子.

强非局域介质中的双光束耦合传输

推导强非局域克尔介质中的双光束耦合传输方程,通过对方程非线性项的分析,得到满足一定条件的简化耦合方程.比较简化耦合方程与同频率单光束方程的模拟结果,得到简化方程满足的条件为光束之间的间距大于等于4.

强非局域介质中的椭圆高斯型损耗空间光孤子

应用解析的方法研究了傍轴椭圆高斯光束在含小损耗椭圆对称强非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程、束宽的演化规律和2个临界功率。当椭圆对称强非局域介质的响应函数满足一定条件,这2个临界功率相等;当介质损耗足够小,初始功率等于这一临界功率时,傍轴椭圆高斯光束在传输中,其束宽保持缓慢展宽,可以得到椭圆高斯型损耗空间光孤子。

强非局域介质中的变分椭圆高斯型光孤子

运用变分法研究傍轴椭圆高斯光束在具有椭圆对称响应函数的强非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和演化规律.在强非局域非线性介质的椭圆对称响应函数的特征参量满足一定条件下,得到了一个临界功率,当光束初始输入功率等于临界功率时,可以得到变分椭圆高斯型空间光孤子.

(1+2)维热非局域介质中的双光束远程相互作用数值模拟研究

从非线性薛定谔方程和热扩散的泊松方程出发,采用分步傅里叶算法以及多重网格法,对两束光在(1+2)维热非局域介质中的相互作用规律进行了研究.结果表明,在传输过程中,两束光以互相缠绕的方式前进.如果选择适当的入射功率、光束间距和倾斜参量,两束光的传输轨迹在(X,Y)平面上的投影近似为圆形;而在保持入射功率和倾斜参量的大小不变的情况下,如果仅改变光束入射时的间距,两束光中心的轨迹在(X,Y)平面上的投影依然近似成圆形.由于在热非局域介质中存在特殊的非线性折射率形成机制,所以尽管两束光离边界很远,但是仍然能够感受到边界的影响;在输入光整体偏离介质中心或两光束倾斜参量的绝对值不相等时,它们整体做振荡传输.

啁啾艾里光束在非局域介质中的传播特性

本文基于包含非局域非线性效应的非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶变换方法,详细研究了竞争非局域非线性介质中啁啾艾里光束的传输动力学特性.结果表明:啁啾可以改变单艾里光束的传输速度,且啁啾越大,脉冲偏移速度越大,但啁啾对光束的呼吸周期和振幅影响却不大.当初始输入为啁啾双艾里光束时,在弱非局域介质中,啁啾会使两光束间的排斥力增强,从而影响孤子的呼吸周期;而在强非局域介质中,两光束的相互作用较为复杂,表现为结构复杂的准周期特性,啁啾会导致准周期结构的周期变化,且随着啁啾绝对值的增大,准周期结构的周期变大,光束衍射增强.

离轴双涡旋的单光束在非局域介质中的传输特性

在非线性介质中,离轴偏移涡旋光束的演化规律服从非局域、非线性薛定谔方程,通过解析法可以得到初始光强和轨道角动量的表达式。采用分步傅里叶法数值模拟离轴涡旋位置、拓扑电荷和涡旋环流方向等因素对光束的临界功率、光束宽度、轨道角动量、相结构分布和传输方向的影响。结果表明,选择适当的离轴涡旋位置和拓扑电荷,双涡旋的单光束可以实现双涡结构的光强分布,也可以倾斜传输。轨道角动量的大小不仅取决于传统的拓扑电荷,也取决于离轴涡旋位置。因此,此类双涡旋单光束的可控传播在光束的信息携带和传导中具有重要的理论指导意义和应用前景。

厄米-高斯光束在热非局域介质中传输的数值模拟研究

基于非线性薛定谔方程和热扩散的泊松方程,采用分步傅里叶算法以及多重网格法对厄米-高斯光束在不同形状的热非局域介质铅玻璃中的传输进行了数值模拟研究.结果表明,低阶厄米-高斯光束可以较为稳定地在铅玻璃中传输.高阶厄米-高斯光束在铅玻璃中传输变得不稳定,并且阶数越高,稳定性越差.样品的形状对于厄米-高斯光束的影响很大.在正方形样品中,厄米-高斯光束的传输与Snyder-Mitchell模型符合得相对较好.在矩形样品中厄米-高斯光束在传输过程中的强度分布将发生较大的变化.

强非局域克尔介质中光束传输的变分问题

在非局域克尔介质中,光束的演化规律服从非局域非线性薛定谔方程。用变分法对此问题进行了重新表述。在强非局域的情况下,通过对介质响应函数进行泰勒展开,可以解析地表示变分问题。束宽的演化规律也可以定性地从光束束宽变分势得出。运用瑞利里兹方法求解其变分方程,分别求出光束在自散焦和自聚焦介质中的变分解。对于自聚焦介质,当输入功率为某一特定值时,可以得到空间孤子,其束宽在传输过程中保持不变。通过与其他方法得到的解比较表明,变分法是解析讨论光束在非局域非线性介质中演化规律的方法之一。