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。

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.

平板波导中正交极化的双光束的“互陷”传输

利用变分法和数值模拟的方法研究了克尔型自聚焦介质平板波导中正交极化、中心重合的双光束的传输规律,得到了两光束做类孤子的“互陷”传输的条件,分析了在平板波导的线性双折射为零以及不能忽略的两种情况下“互陷”传输的特点.结果发现“互陷”传输的光束与严格意义的矢量空间孤子之间存在本质的不同.

(1+2)维强非局域空间光孤子的相互作用

强非局域空间光孤子是指满足强非局域条件的空间孤子.在Snyder和Mitchell工作的基础上,获得了不共面对称斜入射(1+2)维强非局域空间光孤子对相互作用问题的精确解析解.结果表明,光束初始中心距离在大范围尺度内变化时,双孤子的演化都能形成类似DNA结构的稳定缠绕,这种稳定缠绕的结构与双孤子的初始相位差无关;光束中心在横截面上的投影轨迹一般是一个斜椭圆,通过改变两光束的初始中心距离和倾斜度可以控制该椭圆轨迹的变化.指出了利用(1+2)维强非局域空间光孤子的相互作用特性实现平面全光开关和全光互联的潜在可能性.

非局域克尔介质中空间光孤子的相互作用

研究了强非局域克尔介质中光束的演化规律 ,通过相位分析得到了空间孤子相互作用所满足的非局域非线性薛定谔方程的简化近似模型 ,并获得了双光束传输的解析解 .结果表明在传输过程中相互作用的高斯光束的相位决定于它们的输入总功率 .以振幅一强一弱共同传输的高斯光束为例进行了具体研究 ,得到了强光和弱光的解析式 ,相位分析显示弱光在相当短的传输距离之内能产生大的相移 。

偏离束腰入射对非局域非线性介质中高斯光束演化的影响

从 1 +1维强非局域模型出发 ,讨论了偏离束腰入射的高斯光束在非局域非线性介质中的传输特性 ,得到了精确的解析解 .结果表明 ,在聚焦介质中偏离束腰入射时 ,不论入射功率多大 ,光束束宽将发生周期性波动 ,光孤子不复存在 ,这与从高斯光束束腰入射的情况有本质的不同 ;入射功率决定了光束平均束宽的大小 ,入射位置决定了光束初始的演化趋势 .比较了在入射位置相同的条件下 ,聚焦介质、散焦介质和线性均匀介质中光束的演化 .给出了“空间啁啾”的定义 ,偏离束腰入射的物理本质是光束的不同入射位置对应不同的初始空间啁啾 .空间啁啾的概念 。

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。