椭圆高斯光束在自散焦介质中的诱导聚焦

研究了在自散焦介质中诱导光束聚焦过程中椭圆高斯光束对光束聚焦的影响。通过数值计算讨论了在不同初始抽运光束振幅、初始光束间距和波长比情况下椭圆高斯光束对信号光束聚焦的影响。影响光束聚焦过程的方程参量和初始条件共有6个,即两光束波长比(方程参量)、抽运光束和信号光束的初始振幅、两光束初始中心间距和两光束X、Y初始束宽比。采用此理论模型验证了Hickmann在1992年得出的实验结果,数值计算结果表明理论结果能够和实验结果定量地吻合。     

自散焦介质中光束聚焦的最佳参数选择

对自散焦介质中由交叉相位调制效应引发的光束聚焦过程进行了细致的系统研究,讨论了抽运光初始振幅、抽运光信号光初始间距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.数值模拟结果表明:抽运光越强,信号光聚焦程度越大;抽运光信号光初始间距和抽运光信号光波长比均存在一个最佳值,使得光束聚焦达到最佳效果.通过参数最佳值的选择,可提高光束聚焦的效率 关键词： 非线性折射率系数 交叉相位调制效应 自散焦介质 光束聚焦     

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。     

三维自散焦介质中的暗光束诱导亮光束聚焦

为了获得一种对称压缩圆光束的方法,系统研究了三维自散焦介质中亮暗光束对的共同传输。数值结果表明:当两光束中心重合时,若抽运光(暗光束)初始振幅远大于信号光(亮光束)初始振幅,抽运光将通过交叉相位调制(XPM)诱导信号光聚焦,使得信号光的圆形光斑被对称压缩。讨论了光束参量对信号光聚焦效果的影响,发现抽运光初始振幅越大,信号光聚焦越强。当抽运光初始振幅一定时,暗光束的初始束宽存在最佳值使得信号光压缩最强。当抽运光与信号光的波长比取值为0.5~1.5时,信号光聚焦程度随着波长比的增大而有所降低。还设计了验证理论结果的实验方案。     

双光束在自散焦介质中对向共同传输时的诱导聚焦

对二维自散焦介质中双光束对向共同传输问题进行了系统研究.数值模拟结果表明：在适当的条件下，强的抽运光能通过交叉相位调制效应诱导弱的信号光聚焦.讨论了样品长度、抽运光初始振幅、信号光初始振幅及两光束中心初始横向间距4个参数对信号光聚焦过程的影响，发现存在最佳参数值，选择恰当的参数可提高光束聚焦的效率. 关键词： 自散焦介质 对向传输 诱导聚焦 交叉相位调制效应     

高斯光束在有外电场的中心对称光折变材料中的演化

为了研究在有外电场的中心对称光折变材料中一束高斯光束及两束高斯光束相互作用的演化,将高斯光束作为入射波,采用数值方法求解波传播方程.结果表明,当外加电场,光强峰值和束腰参量分别与晶体匹配的情况下,一束高斯光束能演化为稳定的屏蔽空间明孤子,而在不匹配时,一束高斯光束在传播过程中则呈现周期性的压缩或膨胀现象.同时也发现,在作用距离范围内.两束同相位高斯光束相互吸引,并伴随着融合现象,两束反相位高斯光束相互排斥,且排斥作用随着光束初始间距的减小而增加.     

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， 关键词： 非局域非线性介质 空间光孤子 高斯光束     

椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性

研究了傍轴椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性，得到了其各参量的演化方程 及其精确解析解.通过对束宽演化方程及其精确解析解的进一步分析，发现傍轴椭圆高斯光 束在强非局域非线性介质中传输时，两横向方向束宽作周期性变化.不管初始功率为多大， 光束都将周期性的由椭圆高斯光束演化为圆对称高斯光束，再由圆对称高斯光束演化为椭圆 高斯光束；并且在演化的过程中，椭圆的半长轴和半短轴会作周期性交替变化.另外，在一 定初始功率下，傍轴椭圆高斯光束可以保持某一横向方向的束宽不变，得到光孤子. 关键词： 强非局域非线性介质 非局域非线性薛定谔方程 椭圆高斯光束 参量演化方程 空间孤子     

Airy光束在Kerr介质中的传输特性

通过对非线性薛定谔方程的研究,得出Airy光束在Kerr介质中的崩塌功率及有效束宽演化的解析表达式。经过数值计算发现,Airy光束在聚焦的Kerr介质中,其主瓣在开始传播时始终是会聚的;当输入功率小于临界崩塌功率时,Airy光束主瓣的中心部分出现局部崩塌。在不同的Kerr介质中, Airy光束的形状和传输轨道均能保持不变,如同在自由空间中传播,但光场大小的分布,随着不同的Kerr介质会发生改变:在Kerr的聚焦介质中,光场向中心聚焦;而在散焦的Kerr介质中,光场会发散。     

高斯光束在有外电场的双光子光伏光折变材料中的演化

为了得到一束高斯光束和两束高斯光束的相互作用在有外电场的双光子光伏光折变材料中的演化结果,将高斯光束作为入射波,采用数值方法求解波传播方程。研究结果表明:在外加电场、光强峰值分别与晶体参量匹配的情况下,一束高斯光束能演化为稳定的屏蔽光伏明孤子,而在不匹配时,一束高斯光束在传播过程中则呈现周期性压缩或膨胀现象。同时也发现:在作用距离范围内,同相位的两高斯光束相互吸引,并伴随有融合现象;而相位相反的两高斯光束相互排斥,且其排斥作用随着光束初始间距的减小而增加,当两高斯光束的相位差位于区间(0,π)和(-π,0)时,其相互作用过程中伴有能量的转移,两区间中能量转移方向相反。     

Quasistable bright dissipative holographic solitons in photorefractive two-wave mixing system

The dynamical evolution of both signal and pump beams are traced by numerically solving the coupled-wave equation for a photorefractive two-wave mixing system. The direct simulations show that, when the intensity ratio of the pump beam to the signal beam is large enough, the pump beam presents a common decaying behaviour without modulational instability (MI), while the signal beam can evolve into a quasistable spatial soliton within a regime in which the pump beam is depleted slightly. The larger the ratio is, the longer the regime is. Such quasistable solitons can overcome the initial perturbations and numerical noises in the course of propagation, perform several cycles of slow oscillation in intensity and width, and persist over tens of diffraction lengths. From physical viewpoints, these solitons actually exist as completely rigorous physical objects. If the ratio is quite small, the pump beam is apt to show MI, during which the signal beam experiences strong expansion and shrinking in width and a drastic oscillation in intensity, or completely breaks up. The simulations using actual experimental parameters demonstrate that the observation of an effectively stable soliton is quite possible in the proposed system.     

非线性介质中强光对弱光聚焦的控制研究

从理论和实验上分析了强光控制弱光脉冲聚焦的方法, 该方法可以灵活地控制弱光的聚焦过程和特性. 通过研究两光束共同传输, 利用强抽运光在相互作用时为弱探测光提供诱导非线性效应, 从而使弱探测光发生聚焦. 得到了在抽运光保持不变情况下探测光的解析解, 并在实验上得到验证. 进一步研究了强抽运光对弱探测光焦点位置的影响. 结果显示: 通过改变抽运光功率、束宽能够有效地控制弱探测光的聚焦过程和焦点位置. 关键词： 诱导聚焦 自聚焦 非线性折射率     

Optical switch phenomenon in a self-defocusing medium

A spatial optical switch phenomenon caused by the induced focusing of a weak probe beam occurring in self-defoeusing nonlinear media is discussed theoretically. A weak beam is induced to focus when it copropagates with an intense pump beam under the conditions that the probe and pump beams peak at different positions and propagate in different directions. Due to the effect of cross-phase modulation, the weak beam can not only be focused but also be deflected. The phenomenon is discussed by numerically solving the coupled amplitude equations.     

高斯光束在对数型非线性介质中自诱导效应

从标量Helmholtz方程出发,推导了对数饱和非线性介质中光场满足的非线性Schr dinger方程(NLSE)。通过与梯度折射率下的光场满足的方程比较,发现高斯光束在对数型饱和非线性介质中可自诱导梯度折射率。利用数值计算,详细地讨论了自诱导梯度折射率对高斯光束传输特性的影响。发现高斯光束在其自诱导的梯度折射率的影响下,呈振荡形式的准稳定的传输。光束注入介质中的初始状态,直接影响着光束的振荡形式(先发散还是先聚焦)、振荡深度(幅度)、振荡周期。得到高斯光束形成孤子的条件,以及若使高斯光束在对数饱和非线性介质中保持小损耗、高稳定的传输,应该使光束在阈值(孤子条件)附近注入介质的结论。