超高斯光束在片状放大器中传输的特性研究

根据非线性薛定谔方程 ,应用分步傅立叶算法 ,模拟了不同强度的入射超高斯光束在片状放大器中的传输行为。分析了超高斯光束的光束宽度参量、阶数 ,以及片状放大器中的自由传播空间对光传输的影响。     

超高斯光束在片状放大器中传输的特性研究

 根据非线性薛定谔方程,应用分步傅立叶算法,模拟了不同强度的入射超高斯光束在片状放大器中的传输行为。分析了超高斯光束的光束宽度参量、阶数,以及片状放大器中的自由传播空间对光传输的影响。     

基于ABCD矩阵的Z-扫描理论

基于光学系统对傍轴激光束的传输与变换技术—ABCD定理,以非线性相移为研究对象,采用表征高斯光束特征的q参量在光束无像散近似假设下,分析了Z-扫描测量方法的理论基础,得到了表达简单的解析理论公式.在非线性相移｜ΔΦ0｜<π rad时,所得模拟结果可以很好地与已知理论结果相吻合.对CS2和纳米碳管乙醇溶液的非线性测量及数据的拟合,证明了用此结论进行数据分析的简洁性和优越性.     

高功率超高斯光束传输的非线性补偿研究

 分析了高功率超高斯光束在非线性介质中传播的基本理论，用分步傅里叶变换方法计算了10阶超高斯光束在非线性介质内的传输过程，最后采用具有负折射率系数的非线性介质作为补偿材料，对不同的补偿方式进行了对比分析。研究表明，四种补偿方式均可以大大减小光束的B积分，有效防止超高斯光束边缘的非线性增长，降低光束的小尺度自聚焦，同时选用后补偿作为最佳补偿方式。     

高功率固体激光装置光学元件"缺陷"分布与光束近场质量的定量关系研究

基于光传输理论,获得了弱调制情况下光学元件"缺陷"分布功率谱密度 (power spectral density, PSD)与光束近场强度分布PSD之间的定量关系;通过数值模拟的方法,针对高功率固体激光装置的基本单元(线性介质、非线性介质以及空间滤波器)对获得的理论关系进行了具体的验证和讨论.研究结果表明,弱调制下,只存在振幅型或位相型"缺陷"分布时,光学元件"缺陷"分布PSD与光束近场强度分布PSD通过近场强度分布PSD的系统传输因子联系,传输因子与系统的构型和运行状态有关.研究结果为光学元件"缺陷"分布指标的获得提供了理论基础,对高功率固体激光装置负载能力的提升起到了一定的指导作用. 关键词： 缺陷分布 功率谱密度 光学元件 光束质量     

非线性光学格子中的光束演化研究

研究光学格子中(即在光传输的横截面上存在周期格子势的调制)光束的演化，利用变分原理，求出了光束宽度、振幅、频率啁啾参量随传播距离的演化形式.发现光束宽度与调制周期的比值必须小于一定的值才能形成孤子的传输；同时，还得到了光束在不同的条件下存在着不同的传输过程.光学格子中周期格子的作用有类似非线性的良好的特性，周期格子的引入提供了可以更好地控制格子孤子的形成和传输的参考条件.     

光学测试 材料(物质)光学性能测试与设备

TB962007054775基于ABCD矩阵的Z-扫描理论=Z-scan theory based onABCDformalism[刊,中]/王超(西北大学光子学与光子技术研究所.陕西,西安(710069)),李渭龙…//光子学报.?2007,36(3).?444-447基于光学系统对傍轴激光束的传输与变换技术-ABCD定理,以非线性相移为研究对象,采用表征高斯光束特征的q参量在光束无像散近似假设下,分析了Z-扫描测量方法的理论基础,得到了表达简单的解析理论公式。在非线性相移|ΔФ0|<πrad时,所得模拟结果可以很好地与已知理论结果相吻合。对CS2和纳米碳管乙醇溶液的非线性测量及数据的拟合,证明了用此结…     

自聚焦激光束光束质量评价的功率谱密度方法

在高功率激光系统中，介质的非线性折射率引起的小尺度自聚焦效应将会带来对光束相位和强度分布的影响，增加光学元件遭受成丝破坏的风险。产生光束小尺度纹波调制的机制分为两类：振幅和位相调制。振幅调制引起的光束自聚焦是造成介质损伤的主要因素。根据小信号的Bespalov-Talanov理论，只有特定空间频率(或称为模式)的调制具有最快的增长速度，其增长幅度可以用B积分参数来描述。目前，有关光束的自聚焦成丝已经引起了激光器研制人员的重视。     

双曲余弦高斯光束在强非局域介质中的传输

从描述强非局域介质中光束传输的非线性薛定谔方程出发,研究了(2+1)维双曲余弦高斯光束在强非局域介质中的传输性质及其相互作用,给出了双曲余弦高斯光束在强非局域非线性介质中传输的解析表达式和二阶矩束宽的解析表达式,同时对两束双曲余弦高斯光束之间的相互作用进行了解析和数值分析。结果表明单光束入射强非局域介质时,存在一个临界功率,当入射功率等于临界功率时,光束在传输过程中的二阶矩束宽可以保持不变;当入射功率不等于临界功率时,光束的二阶矩束宽呈周期性变化。两束双曲余弦高斯光束共同传输时会相互吸引,并且横向强度分布变的较为复杂,给出了两束光传输时相互作用后的强度分布和轴上光强演化等结果。     

输入面纵向偏移诱导的强非局域非线性光传输特性变化

基于模式分解方法, 分析了输入面纵向偏移诱导的强非局域非线性光传输特性变化的普适性规律. 结果表明光束输入面移动后导致的影响包括: 光斑在每个周期内出现的位置和顺序的变化、 相同形状的光斑在输入面移动前后大小的差异以及波面曲率因子的演化. 这些性质可用一个简单的数学公式进行归纳; 利用这一公式可方便地由输入面移动前的任意光束解得到输入面纵向移动后的光束解. 关键词： 强非局域非线性 光束 输入面     

光脉冲在负色散克尔介质中传输的时空耦合特性

本文综合考虑了在(3+1)维负色散介质中Kerr效应、衍射、色散对光脉冲传输的影响,用变分原理和数值计算的方法对带啁啾高斯光束的传输特性进行了研究,讨论了非线性时空耦合参数,初始束宽、脉宽、散聚特性对时空“自聚焦”特性的影响,计算表明利用会聚光束在负色散克尔介质中传输的耦合作用,可以压缩脉宽,这可作为一种新的压缩脉宽的方法。     

圆柱对称光脉冲在负色散克尔介质中的传输

利用变分法得到了任意光脉冲传输的一般特性及高斯光脉冲压缩（或扩展）的必要条件，这说明在一定初始条件下时空非对称的光脉冲也可形成“光子弹”，在某些区域内，通过时空耦合作用，光束的空间会聚可以导至脉宽的压缩。     

Non-one-dimensional optical solitons and ideal fluid dynamics

Influence of transverse effects on the propagation of light beams in gradient glass fiber and on the pulsed mode of the second harmonic generation is investigated. Within the approaches under consideration the equations for the pulse or beam field envelopes are reduced to a system of hydrodynamictype equations for amplitudes and eikonals. These equations are used to describe the vortex and non-vortex beam channeling modes and the propagation of light bullets.     

强非局域非线性介质中的互诱导分数傅里叶变换

在强非局域非线性介质中,用强抽运光可以诱导另一弱信号光实现互诱导分数傅里叶变换效应.信号光的分数傅里叶变换阶数与传输距离和抽运光功率有关,当传输距离不变时与抽运光功率的开方成正比.互诱导分数傅里叶变换是实现光控光的又一方法,其特性有助于研发新型的分数傅里叶变换器件,并在光信息处理、光学成像等多个领域有潜在的应用. 关键词： 分数傅里叶变换 非局域介质 互诱导 光孤子     

Propagation Rule of Pulsed Light Beams through First-order Optical Systems

1.IntroductionInthepastfe\\'ycarsltllcil1tcnsity-momentsmethodandtheM2factorhavebeenre-vea1edtobeveryuscfulrotlcscribethepropagationlawandthebeamqualityofastaticlightbeam[l~Jj.Rccent1y,1ncji:1sctal.generalizedtheintensitymomentsmethodfortheSCLQ(speetral1y`"el1-centcrcdandlocallyquasi-monochromatic)pulsedlightboms[5j.Itisapparentthatthosercsu]tsubtainedinreferenceL5]areon1yvalidfortheso-calledquasi-monochromaticlightbeamsandarenotvalidforgeneralpolychromaticpulsedlightbeams,esPeciallyaredono…     

超光速群速度与信息传输的有效速度

研究了反常色散介质中脉冲形变对超光速群速度的影响,发现即使光脉冲完全不产生形变群速度仍会超过真空中的光速。但波包的群速度并不等同于信号的传输速度,采用信息论方法,定义了信号的有效传输速度,并用于解释WKD(Wang,Kuzmich,Dogariu)实验。通过计算入射光与出射光信号所携带的信息量,发现由于光的波动衍射及光子散粒噪声的影响,出射光所携带的信息量会损失,使得光信号的有效传播速度不会超过真空中的光速。     

非傍轴高斯光束传输特性的研究

基于非傍轴矢量光束横截面上光强的严格定义〈S_z〉,采用桶中功率定义光束的束宽、远场发散角以及M²因子. 以非傍轴矢量高斯光束为例,对光束的传输特性进行了详细的理论分析和数值计算,并与非傍轴标量理论的结果进行了比较分析. 研究表明,光源半宽ω₀/Λ<1时,传输特性的矢量描述与非傍轴标量描述有显著差别,随着ω₀/Λ的增大,两者趋于一致,并逐步过渡到 关键词： 非傍轴高斯光束 桶中功率 束宽 发散角     

有限宽平板波导中的克尔空间孤子及全光器件的设计

利用数值模拟的方法研究了倾斜入射的傍轴光束在有限宽非线性平板波导内的传输规律.研究发现,当不同波长相同束宽的光束各以临界功率倾斜入射波导时,如果倾斜角、入射点都一样,它们将沿大致相同的周期性的Z字形路径传输;如果光束功率进一步增大,相邻反射点之间的间距随传输距离有逐渐变大的趋势,Z字形路径不再有严格的周期性;当功率相当大时,光束将沿波导z方向传输,不再在波导的两个边界之间来回反射.利用倾斜入射光束在波导内的传输路径随功率而变的特点,设计了一个功率开关和一个光时分解复用器. 关键词： 空间光孤子 有限宽非线性平板波导 全光器件     

Filamentation length of powerful laser pulses

From a theoretical model for the propagation of high-power laser pulses in air over long distances, we derive analytical estimates for the length of an infrared light filament as a function of the pulse duration and beam energy. For a fixed energy per pulse, a maximum filamentation length is shown to be obtained for a specific pulse duration. These estimates are in agreement with the results of numerical simulations and measurements available in the literature.     

On the focusing limit of high-power femtosecond laser pulse propagation in air

Focused propagation of high-power femtosecond laser radiation in air is considered. Based on numerical solution of the nonlinear Schr?dinger equation for complex envelope of light wave electric field, evolution of the beam effective radius is studied. The dependence of the effective (rms) size of a focal spot and the maximally achievable intensity of laser radiation at focal waist on the initial pulse power is established. It is shown that focal spot of tightly focused intensive ultrashort laser radiation can change its size during the pulse passage through the beam waist. This is the consequence of pulse intensity clamping in region of beam focusing caused by gas photoionization and plasma producing. This may prevent laser intensity from its further growth in the focal region and arrest the transversal compression of the beam in the linear focus as a whole.