磁光非线性光纤中光参量增益的研究

将光纤中磁光效应和非线性效应作为微扰,推导了磁光四波混频的耦合模方程.通过解析解研究了各向同性磁光非线性光纤的参量过程,并指出利用磁光耦合系数的色散特性可以实现四波混频的相位匹配.同时,采用龙格-库塔法分析了在线双折射磁光非线性光纤中,忽略费尔德常量的波长依赖性时,左旋圆偏振光参量增益的磁控特性,指出了实验中采用较高费尔德常量的非线性光纤的必要性.研究表明:1)对于低线双折射磁光非线性光纤,优化双折射大小可以获得最大的参量增益;2)根据参量增益对磁光耦合系数的单调依赖特性,适当选择光纤长度、泵浦功率以及输入导波光的偏振态,可使参量增益的磁可调范围大大提高.     

等离子体中散斑光场的传输特性

为了深入了解激光驱动惯性约束核聚变系统中连续位相板所产生的散斑在抑制等离子体非线性效应时起到的作用,采用统计光学理论及矩阵光学方法,分析了散斑在等离子体中的传输特性,并通过数值模拟计算了散斑的自相关函数值.在此基础上,解释了散斑抑制等离子体非线性效应的机制,通过定量计算揭示了散斑光场的自相关长度在传输过程中的变化.结果表明,高密度等离子体中的散斑自相关长度更短,这有助于对等离子体中各类非线性效应的抑制.     

位相不匹配情形Fokker-Planck方程的解及其在准位相匹配参量放大中的应用

在前文的基础上求得了简并参量放大系统在位相不匹配情况下的Fokker_Planck方程一个新 的解析解，然后通过准位相匹配(QPM)，计算振幅的量子起伏. 这一结果在不考虑损耗(k =0)情况下，与已知的按解Langevin方程求得的结果为一致. 对于一般的考虑损耗(k ≠0)情况，我们也得出损耗系数k对压缩态特性的影响. 关键词： 简并参量放大 位相不匹配的Fokker_Planck方程 准位相匹配技术(QPM技术)     

基于双抽运参量放大中的信号波和闲频波特性

根据信号波和闲频波所满足的耦合非线性薛定谔方程,导出了双抽运参量放大增益系数g、信号波的放大因子和闲频波转换效率,并在输入总抽运功率不变的情况下,仅改变双抽运功率P1,P2的比值s,对参量放大增益系数g、信号波的放大因子和闲频波转换效率理论研究和数值模拟;数值模拟结果表明：相位匹配条件下,通过改变双抽运功率的比值 ,可获得适当的放大的信号波和一定转换效率的闲频波。     

修正高阶非线性薛定锷方程的解析孤波解

解析求解了考虑喇曼自频移效应后的修正高阶非线性薛定锷方程.为了获得精确解,引入了非线性增益和失谐效应.结果给出精确亮孤波解和暗孤波解的表达式,同时给出了两种解存在的参量条件,并且指出亮孤波解存在于负三阶色散区,而暗孤波解存在于正三阶色散区.     

基于双抽运参量放大中的信号波和闲频波特性

根据信号波和闲频波所满足的耦合非线性薛定谔方程,导出了双抽运参量放大增益系数g、信号波的放大因子和闲频波转换效率,并在输入总抽运功率不变的情况下,仅改变双抽运功率P1,P2的比值s,对参量放大增益系数g、信号波的放大因子和闲频波转换效率理论研究和数值模拟;数值模拟结果表明：相位匹配条件下,通过改变双抽运功率的比值 ,可获得适当的放大的信号波和一定转换效率的闲频波。     

非线性光学中的位相匹配问题

本文讨论了非线性光学中的一个重要问题──位相匹配．分析了位相匹配的实质，说明最佳的位相匹配条件就是使非线性介质中产生的非线性极化所辐射的新光场得到最大的相长叠加．从这个基本点出发，讨论了平面波、高斯光束波以及在球状颗粒情况中得到最佳非线性转换的途径．     

拉曼效应和参量放大共同作用下增益谱特性

根据激光脉冲在双折射光纤中传输时, 拉曼效应和参量放大共同作用下所所遵循的耦合模方程, 基于平行拉曼增益的洛伦兹模型, 给出了输入抽运波偏振方向沿相互正交的双折射轴时, 拉曼效应和参量放大共同作用所导致的增益. 讨论并分析了在不同色散区相关参量对增益谱特性的影响. 结果表明, 拉曼效应改变了非线性和色散的相互平衡, 使得参量放大斯托克斯波与反斯托克斯波增益谱彼此不对称; 当输入功率一定时, 其增益谱结构确定, 非线性系数和色散系数两者之间相对变化时, 增益谱的强度和展宽有所改变.     

零相关位相板准远场应用的数值研究

对零相关位相板匀滑准远场散斑的特性进行了数值模拟,并与使用随机位相板(配合二单元 偏振控制板)的情形进行了比较.结果表明,尽管零相关位相板是针对入射场为平面波和作为 远场应用而设计的,但在准远场应用中,当离焦距离不超过0002355λf²/d2,入射场的振幅随机起伏不超过10%和位相随机起伏不超过λ/2０的情况下,其 散斑的光强起伏仍明显低于采用随机位相板的情形.因而,零相关位相板在准远场应用中仍 能有效地匀滑散斑. 关键词： 零相关位相板 准远场散斑匀滑 激光聚变     

基于位相分布限制衍射光学元件的散斑抑制方法

根据散斑产生的机理,利用像素点之间干涉的概念,提出了通过限制光场的位相分布范围来抑制投影图像中散斑对比度的方法.在部分发展散斑的条件下,推导了位相均匀分布情况下的散斑对比度公式,揭示了当相位分布范围在0.6π~2π之间时,散斑对比度随相位分布范围的变化而震荡变化,当把相位分布范围限制在0.6π以下时,散斑对比度会随相位分布范围的减小而迅速下降.建立了理想仿真模型和实际仿真模型来验证该方法的正确性和可行性.在理想仿真模型中,当位相分布范围从2π变到0,所得散斑图样对比度从66.44%降到0;在实际仿真模型中,模拟了实际激光投影系统的光路结构,并运用了两片衍射光学元件,一片用于激光整形匀化,一片用于光场的位相分布范围限制,散斑图样对比度从92.78%降低到2.09%.该方法稳定性高、耗能低、使用元件尺寸小,为全息投影显示的散斑抑制提供了参考.     

非线性波方程尖峰孤子解的一种简便求法及其应用

根据尖峰孤子解的特点,提出了一种待定系数法求非线性波方程尖峰孤子解的思路和方法,并利用该方法求解了5个非线性波方程,即CH（Camassa-Holm)方程、五阶KdV-like 方程、广义Ostrovsky方程、组合KdV-mKdV方程和Klein-Gordon方程,比较简便地得到了这些方程的尖峰孤子解.文献中关于CH方程的结果成为本文结果的特例.通过数值模拟给出了部分解的图像.简要说明了非线性波方程存在尖峰孤子解所须满足的特定条件.该方法也适用于求其他非线性波方程的尖峰孤子解. 关键词： 非线性波方程 尖峰孤子解 待定系数法     

高重复频率高效率光参量啁啾脉冲放大研究

准相位匹配晶体在光参量放大过程具有更大的有效非线性系数,数值分析显示在光参量前级放大过程中就能够提供6.2×106的高增益饱和放大,参量转换效率大于25%,并基于准相位匹配的参量增益特性给出了一个全二极管激光器泵浦的亚TW级高重复频率OPCPA系统的优化设计.     

光纤放大器中非自治光畸波的传播控制研究

本文采用一个通用的理论,即用相似变换的方法,研究构建了(1+1)维变系数非线性薛定谔方程的精确畸形波解,首先讨论了一阶光畸波在光纤放大器中的传播问题.发现光学畸波的特性,如宽度、振幅和位置,可通过非线性光学介质特性和光脉冲的初始参量进行控制;然后在选择可控参数条件下,讨论了可控光畸波在非线性介质的传播行为,包括延迟激发、抑制、以及保持.这在理论和实际应用上具有启迪价值.     

基于BiB3O6晶体的飞秒光参量变换特性

对基于新型非线性晶体BiB₃O₆(BIBO)的飞秒光参量变换过程的参量特性进行了研究. 计算了BIBO晶体三个光学主平面内的相位匹配条件和有效非线性系数,确定了克尔透镜锁模钛宝石激光器的基频光与倍频光抽运时最佳的光学主平面和相位匹配方式,并分析了三波的时间走离和空间走离,以及信号光的参量增益和带宽. 为利用基于BIBO晶体的飞秒光参量技术获得高能量、宽调谐、窄脉宽的光源提供理论依据和实验指导. 关键词： 3O₆')" href="#">BiB₃O₆ 光参量变换 共线相位匹配 光学主平面     

半导体激光器内自混合散斑干涉

在散斑和半导体激光器的自混合干涉理论的基础上,提出了基于法布里一珀罗腔的自混合散斑干涉模型,对粗糙表面产生的激光器内自混合散斑干涉效应(SMSI)进行了详细的理论研究和分析,得到了粗糙腔条件下的激光动力学的数值解。模拟产生了高斯相关随机表面及其在夫琅禾费面上产生的散斑场,以及该散斑场与相干光场叠加所形成的光场,分析了这些情况中光强的统计特征,与已知实验情况进行了对比,模拟结果与已知统计结果相同。给出了粗糙表面运动时激光器输出增益的变化及其概率密度分布。对由于照明宽度和外腔长度的变化而给粗糙表面运动时激光器输出增益变化带来的影响进行了分析。实验结果和模拟结果相符。     

连续变量二类倍频过程中的量子信息操控

从Ⅱ类匹配倍频过程的半经典运动方程出发,讨论了阈值以下三共振Ⅱ类倍频过程中两个非简并基频光模为振幅压缩光场时产生的谐振倍频光场的量子起伏特性。通过对输入基频光场的振幅压缩调节来实现对倍频光场压缩度的控制。结果表明在这个系统中基频光场的量子起伏直接控制着倍频光场的量子起伏。这种以非线性过程实现的量子信息调控在量子通讯及量子网络中具有重要的意义。     

飞秒光参量放大中三波群速失配的补偿

为了消除群速失配对参量放大的不利影响，描述了利用脉冲波面倾斜与非共线相位匹配相结 合，完全补偿飞秒光参量放大（OPA）中三波群速失配的新方法.计算了在BBOⅠ类、Ⅱ类相 位匹配条件下， 三波实现群速匹配时，相位匹配角、脉冲波面倾斜角以及非共线角随信号 光波长的变化.并分析了三波群速匹配对空间走离长度、参量增益和参量带宽的影响.结果表 明，在BBOⅠ类、Ⅱ类相位匹配条件下，利用该方法均能实现飞秒OPA连续调谐时三波的群速 匹配，从而大大增加了三波的有效互作用长度，为能够获得高增益，窄脉宽的参量光脉冲提 供了理论依据和指导. 关键词： 群速匹配 脉冲波面倾斜 非共线相位匹配 飞秒光参量放大     

光纤中变系数非线性Schrdinger方程的孤子解及其应用

基于推广的立方非线性Klein_Gordon方程对一般形式的变系数非线性Schrdinger方程进行研究,讨论了无啁啾情形的孤子解,发现了包括亮、暗孤子解和类孤子解在内的一些新的精确解.同时对基本孤子的色散控制方法进行了简单讨论.作为特例,常系数非线性Schrdinger方程和两类特殊的变系数非线性Schrdinger方程的结果和已知的形式一致.此外,还研究了一个周期增益或损耗的光纤系统,得到了有意义的结果.     

基于Ti∶sapphire振荡源的光参量啁啾脉冲放大器

以钛宝石飞秒振荡源作为种子源,在二级放大器中,采用种子光被同一束抽运光在有效非线性系数最大的平面内放大两次的双通光参量放大结构,实现高增益光参量啁啾脉冲放大.实验得到了3×107的总增益,信号光输出能量为3 mJ,能量晃动小于3%rms,此时参量荧光仅占输出总能量的1%.实验结果表明,采用这种放大系统,提高了信号光与抽运光在时域上的匹配,有效地抑制了参量放大过程中参量荧光的产生,同时提高了系统的稳定性.     

截断展开方法和广义变系数KdV方程新的精确类孤子解

利用特殊的截断展开方法求出了广义变系数KdV方程新的类孤子解.这种方法的基本思想是假定形式解具有截断展开形式,以致可把广义变系数KdV方程转化为一组待定函数的代数方程组,进而给出待定函数容易积分的常微分方程.利用例子证明了这种方法是十分有效的. 关键词： 截断展开法 变系数 KdV方程 孤波解