自由空间中超短啁啾洛仑兹脉冲光束的空间奇异性

给出了超短啁啾洛仑兹脉冲光束在自由空间中的传输方程，研究了啁啾对洛仑兹脉冲光束空间奇异性的影响．理论及数值模拟的结果表明，由于啁啾的作用，对于脉冲宽度大于一个光波振荡周期的洛仑兹脉冲光束同样存在空间奇异性．在初始位置，啁啾洛仑兹脉冲光束的空间奇异性出现在脉冲的前沿或后沿．当洛仑兹脉冲光束传输以后，啁啾洛仑兹脉冲光束的空间奇异性将更加强烈．     

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。     

色散介质中啁啾高斯脉冲的时间和光谱特性

对啁啾高斯脉冲光束在色散介质中的时间和光谱特性作了研究.给出了远场光谱蓝移和脉冲展宽的解析式.结果表明：通过选择适当的啁啾参量,啁啾高斯脉冲光束沿轴上传输色散长度时,脉冲可恢复到初始值.随啁啾参量增加,谱线宽度展宽,轴上光谱蓝移增加,在远场蓝移趋于一渐近值.随啁啾参量增加,离轴光谱红移增加.     

初始啁啾对双曲正割光脉冲线性传输特性的影响

采用分步傅里叶方法数值研究了初始线性啁啾和非线性啁啾双曲正割光脉冲在单模光纤反常色散区的线性传输特性，并与啁啾高斯脉冲的线性传输特性作了比较.给出了双曲正割光脉冲频谱宽度和时间带宽积随初始线性啁啾变化的表达式.结果表明，双曲正割脉冲在线性啁啾|C|>0.1时随传输距离的增加逐渐演化成近高斯型，在0≤|C|≤0.1时最后将演化为近双曲正割脉冲.|C|越小，脉冲时域波形越趋近双曲正割曲线.负啁啾对脉冲时域展宽的影响比正啁啾要大得多.当|C|≥0.5时，初始啁啾对双曲正割光脉冲展宽的影响比对高斯脉冲的影响更大.非线性啁啾双曲正割光脉冲在线性传输过程中会出现时域波形分裂现象，比具有相同啁啾的高斯脉冲时域波形分裂严重. 关键词： 频率啁啾 双曲正割光脉冲 线性传输 时域波形分裂     

啁啾超短脉冲光波照射下光栅Talbot效应的研究

应用傅里叶频谱分析法，给出了光栅在啁啾超短脉冲光波照射下菲涅耳衍射方程并分析了其Talbot效应. 数值计算表明，在Talbot距离处的衍射光强不仅与照射的超短脉冲光波的宽度有关，而且与脉冲光波的啁啾有关. 根据光栅在Talbot距离处衍射光强的变化，给出了一种检验超短脉冲光波是否含有啁啾的简单方法. 关键词： 光栅 菲涅耳衍射 Talbot效应 啁啾超短脉冲激光     

用干涉自相关导数谱图明确超短脉冲啁啾方向

提出了新型的确定超短激光脉冲啁啾方向的方法,采用对二次十涉自相关(IAC)中的基频信号求一阶导数,得到干涉自相关导数谱图(D-IAC).利用该导数谱图对啁啾方向有很高灵敏度的特性,通过对高斯型强度分布的线性啁啾、平方啁啾及立方啁啾脉冲进行数值计算与模拟,得到导数谱图的峰与谷分别对应啁啾的负与正.找到了判定啁啾正负的方向因子,即正弦函数因子,并通过实验证实用十涉自相关导数谱图可明确超短激光脉冲啁啾方向,且干涉白相关导数谱图能用丁超短激光脉冲啁啾方向的检测.     

高斯脉冲调制啁啾艾里脉冲

艾里脉冲尤其是啁啾艾里脉冲，由于其具有独特的性质，为此越来越受到人们的广泛关注和研究。但是由于啁啾艾里脉冲的复杂性，至今鲜有关于啁啾艾里脉冲的实验报道。鉴于此，在理论上通过对啁啾高斯脉冲进行调制可以得到啁啾艾里脉冲，并对调制机制及调制后脉冲的传输性质进行一定的研究。研究结果表明，调制后得到的类啁啾艾里脉冲与啁啾艾里脉冲基本相同，而且具有啁啾艾里脉冲的传输性质，这证明了通过对啁啾高斯脉冲进行调制得到啁啾艾里脉冲的可行性。     

超短脉冲光束传输缓变包络近似理论的失效和空间奇异性的形成与消除

研究了单周期或更短的超短脉冲光束在真空中的传输.结果显示,在此情况下缓变包络近似理论已不再有效,其失效的原因是,该理论导致了脉冲光束解的空间奇异性,并使脉冲光束不再具有符合物理意义的光束行为,而通过复解析信号的分析方法可以消除这种空间奇异性.给出了时间波形为Gauss,Hyperbolic     

5GHz的16.2ps超短光脉冲的产生

对采用法布里－珀罗腔和正常色散光纤联合消啁啾进行了理论和实验上的研究，实验得到啁啾小于孤子形成临界值，重复频率为５ＧＨｚ、脉宽为１６．２ｐｓ的超短光脉冲，并对消啁呼后的超短光脉冲进行了孤子传输实施。     

超短脉冲光束传输缓变包络近似理论的失效和空间奇异性的形成与消除

研究了单周期或更短的超短脉冲光束在真空中的传输.结果显示,在此情况下缓变包络近似理论已不再有效,其失效的原因是,该理论导致了脉冲光束解的空间奇异性,并使脉冲光束不再具有符合物理意义的光束行为,而通过复解析信号的分析方法可以消除这种空间奇异性.给出了时间波形为Gauss,Hyperbolic Secant和Lorentz的脉冲光束奇异性的计算模拟,并给出了解决这些奇异性的复解析信号解.同样,会发现在脉冲光束超过一定的长度后两种解是一致的.     

超短脉冲复宗量厄米高斯光束

从超短高斯脉冲光束出发,根据复宗量厄米函数的性质,用理论解析推导的方法,给出了一组新的超短脉冲光束的解析解,称为超短复宗量厄米高斯脉冲光束。此脉冲光束解的每个频率分量都是复宗量厄米高斯光束,时间脉冲的形状是任意的,具有相同的衍射距离参量,并且可以描述短于一个光学周期的超短脉冲。对这种超短脉冲光束及其在自由空间中的传输过程进行了较为细致的研究,分析了超短复宗量厄米高斯脉冲光束的轴上光强、光强的横向分布、等衍射性质、脉冲极性反转、脉冲延迟等基本性质。讨论了引入缓变包络近似后出现的时空奇异性。     

超短脉冲复宗量拉盖尔-高斯光束

从超短高斯脉冲光束出发。根据拉盖尔多项式的性质,用理论解析推导的方法。给出了一组新的超短脉冲光束的解析解,称为超短复宗量拉盖尔-高斯脉冲光束。此脉冲光束解的每个频率分量都是复宗量拉盖尔-高斯光束。时间脉冲的形状是任意的,具有相同的衍射距离参量,并且可以描述短于一个光学周期的超短脉冲。对这种超短脉冲光束及其在自由空间中的传输过程进行了较为细致的研究,分析了超短复宗量拉盖尔一高斯脉冲光束的轴上光强、光强的横向分布、衍射性质、脉冲极性反转、脉冲延迟等。讨论了引入缓变包络近似后出现的时空奇异性。     

Elimination of the spatial singularity of ultrashort pulsed beams in dispersive media

Under the condition that the propagation constant k in dispersive media should be larger than zero, a simple method is proposed to eliminate the spatial singularity of ultrashort pulsed beams propagating in dispersive media. Taking the pulsed Gaussian beam (PGB) as a typical example, the analytical propagation equation in the space–time domain is derived and the spatiotemporal propagation properties of PGBs in normal and anomalous dispersive media are discussed both analytically and numerically. The physical explanation of the results is presented.     

Propagation of ultrashort pulsed beams in dispersive media

Starting from the Rayleigh diffraction integral, the propagation equation of ultrashort pulsed beams in dispersive media is derived without making the paraxial approximation and slowly varying envelope approximation (SVEA). The spatiotemporal properties of ultrashort pulsed beams in dispersive media, such as spectrum redshifting, narrowing and pulse distortion are illustrated with pulsed Gaussian beams. It is stressed that the “antibeam“ behaviour of ultrashort pulsed beams can be avoided, if a suitable truncation function is chosen.     

Spatiotemporal behaviors and singularity of ultrashort pulsed Elegant Hermite-Gaussian beams

Analytical propagation expressions of ultrashort pulsed Elegant Hermite-Gaussian beams are derived and spatiotemporal properties of the pulses with different transverse modes are studied. Singularity of the complex amplitude envelope solution of the pulses obtained under slowly varying envelope approximation is analyzed in detail. The rigorous analytical solution of the pulse is deduced and no singularity emerges in the solution. The obtained results indicate that the transverse mode affects not only the spatiotemporal properties but also the singularity of the pulses. Time delay of the off-axis maximum intensity is more obvious and the singularity is located nearer to the z-axis for the pulse with higher transverse modes.     

Propagation properties of ultrashort chirped pulsed Gaussian beams in the free space

Based on the Rayleigh diffraction integral and complex analytical signal representation, the free-space analytical propagation equation and its Fourier spectrum for ultrashort chirped pulsed Gaussian beams with constant diffraction length are derived. The effect of chirp parameter on the spatiotemporal and spectral properties is illustrated with analytical formulas and numerical calculation results. It is shown that the axial spectra of ultrashort chirped pulsed Gaussian beams become broadened with increasing chirp parameter. For single optical cycle, the transversal intensity distribution is affected by increasing chirp parameter, but almost not affected for several optical cycles. Moreover, the positive or negative sign of the chirp parameter has no effect on the spectral distribution and intensity distribution.     

Temporal and spectral properties of ultrashort pulsed Laguerre-Gaussian beams in dispersive media

The temporal and spectral properties of ultrashort pulsed Laguerre-Gaussian (LG) beams propagating in dispersive media are studied both theoretically and numerically. It is shown that the on-axis pulse broadens with increasing propagation distance and the on-axis spectrum is blueshifted. For the off-axis spectrum the blueshifts decrease and then the spectrum becomes redshifted as the radial distance increases. The propagation of ultrashort pulsed LG beams in free space and of ultrashort pulsed Gaussian beams can be regarded as special cases of our results, and some interesting properties are discussed.     

超短脉冲复宗量辛格高斯光束

利用理论解析推导的方法，在傍轴近似条件下，给出了一组新的超短脉冲光束的解析解，称为超短脉冲复宗量辛格高斯光束.此脉冲光束解的每个频率分量都是复宗量高斯光束，时间脉冲的形状为辛格函数.对这种超短脉冲光束及其在自由空间中的传输过程进行了较为细致的研究，讨论了超短脉冲复宗量辛格高斯光束的轴上光强、光强的横向分布、脉冲极性反转、脉冲延迟等性质. 关键词： 脉冲光束 缓变包络近似 脉冲传输