非局域克尔介质中厄米高斯光束传输的变分研究

在非局域非线性克尔介质中，通过对介质实对称响应函数的泰勒展开，简化了非局域非线性薛定谔方程所对应的Lagrange密度，进而利用变分法对光束的传输问题进行了分析.求出试探解各个参量的演化方程并得到了自聚焦介质中的厄米高斯型光束的精确解析解,当输入功率达到临界功率时，即形成高阶空间光孤子(厄米高斯孤子)，其最低阶(基模光孤子)就是高斯孤子.通过数值模拟发现解析解与数值解符合得很好. 关键词： 非局域克尔介质 变分法 厄米高斯光束 空间光孤子     

强非局域非线性介质中光束传输的空间光孤子解

利用1+2维Snyder-Mitchell模型讨论了柱坐标系下光束传输过程，得到了强非局域非线性介质中光束稳定传输的拉盖尔高斯型解，即空间光孤子解，并得到了入射光束稳定传输的临界功率.图示展现了几个低阶光孤子解，并发现了强非局域非线性介质中存在圆环形光孤子. 关键词： 强非局域非线性介质 拉盖尔高斯(Laguerre-Gauss)解 高阶空间光孤子     

强非局域介质中传输光束的高阶模孤子解

文章基于强非局域非线性空间中 的线性模型利用试探调制解的方法得到了1+2维矩空间的厄米高斯型解。 厄米高斯型解和拉盖尔高斯型解都为高阶模传输光孤子解，但其所选择的坐标基不一样，使得高阶模孤子的特性也不同。 文章首次分析了两类孤子之间的联系，并提出了两类孤子之间 的转化可能。     

强非局域非线性介质中的完美厄米高斯高阶孤子

本文得到了强非局域非线性介质中的一类高阶空间孤子,即完美厄米高斯高阶孤子.此类高阶孤子在入射面处的场分布与完美厄米高斯光束束腰处的场分布相同.在传输过程中,其场分布呈周期性演化,周期为Δz=π/β0.     

强非局域非线性介质中的完美厄米高斯高阶孤子

本文得到了强非局域非线性介质中的一类高阶空间孤子，即完美厄米高斯高阶孤子。此类高阶孤子在入射面处的场分布与完美厄米高斯光束束腰处的场分布相同。在传输过程中，其场分布呈周期性演化，周期为 △Z=(注:公式粘贴不上,请见稿件) .     

1+2维强非局域非线性介质中高阶孤子的大相移

利用1+2维S-M模型求得了强非局域非线性介质中厄米高斯孤子解析解。在强非局域条件下,解析解与精确数值解比较符合的很好,随着非局域程度的降低或高阶光束阶数的增大,解析解与数值解出现偏差。对高阶光束的传输特性进行了讨论,得到了高阶光束稳定传输时的相移,其大小与高阶光束的阶数有关,随着阶数的增大,相移减小。     

强非局域正交偏振双厄米高斯光束的传输特性

依据非局域非线性介质中双光束传输时遵循的非局域非线性薛定谔耦合方程,在强非局域情形下,通过把响应函数作泰勒展开近似取到二阶,运用变分法求出了正交偏振、中心重合的双厄米高斯光束在强非局域介质中传输时各参量演化规律和一个临界功率,并运用分步傅里叶算法数值模拟出了束宽和相位的演化规律。当两光束以临界功率入射时,得到了正交偏振、中心重合的双厄米高斯空间光孤子及其大相移演化规律。当两光束以总临界功率入射,但两束光的入射功率不等时,光束可以形成呼吸子,但随着阶数的增加呼吸子将越来越不稳定。对于各阶呼吸子,功率大的束宽都作周期性压缩振荡变化,功率小的束宽都作周期性展宽振荡变化,且两呼吸子中功率大的相移随传输距离增加更快。在厄米高斯光束阶数小于5时,变分解得到的结果与数值解吻合较好。     

椭圆强非局域空间光孤子

对傍轴椭圆高斯光束在具有椭圆对称响应特性的强非局域非线性介质中的演化规律进行研究，得到了光束各参量演化的精确解析解，分析了单向空间光孤子和强非局域椭圆空间光孤子的形成条件，发现了椭圆光孤子的相移与介质响应函数的椭圆率有关. 关键词： 椭圆对称强非局域响应介质 椭圆强非局域空间光孤子 相移     

非局域介质中1+2维厄米高斯损耗光孤子

利用变分法研究了强非局域非线性损耗介质中1+2维厄米高斯光束的传输特性,得到了损耗光束参量在介质中传输所遵循的规律及其形成损耗光孤子所需要的临界功率。当初始功率接近临界功率时,光束的束宽按准正弦或准余弦规律作准周期展宽变化。通过比较,利用变分法所得到的解析解与数值解在光束传输一段较长的距离内都符合的很好。     

强非局域非线性介质中光束传输的Ince-Gauss解

利用强非局域非线性介质中傍轴光束传输的线性模型（Snyder-Mitchell模型）讨论了椭圆坐标系下光束传输过程，通过设立Ince多项式对Gauss函数的调制解得到了强非局域非线性介质中光束稳定传输的Ince-Gauss解.当Ince-Gauss光束的入射功率为临界功率时，光束保持孤子形式传输，否则传输光束的束宽呈现周期性波动，即为呼吸子形式.同时还数值模拟了呼吸子的传输过程.Ince-Gauss光在一定条件下可以连续转换为Hermite-Gauss光或Laguerre-Gauss光，图示展现了几个低阶Ince型光孤子及其转换情况. 关键词： 强非局域非线性介质 Ince-Gauss光 Laguerre-Gauss光 Hermite-Gauss光     

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，可以通过对强光能量的调控来实现对弱光的相位调制. 关键词： 非局域克尔介质 空间光孤子 孤子相互作用 相位调制     

Phase modulations due to collisions of beam pairs in nonlocal nonlinear media

In this paper, discussed is the evolution of two co-propagating optical beams in parallel in nonlocal Kerr media, governed by the nonlocal nonlinear Schrödinger equation (NNLSE). A simplified model to the NNLSE is presented when the media is strongly nonlocal, which is a bridge between the Snyder–Mitchell model (Snyder and Mitchell Science 276 1538, 1997) and the strongly-nonlocal model (Guo, Luo, Yi, Chi, and Xie Phys. Rev. E. 69 016602, 2004). It is found that when one of the soliton beams is much stronger than the other, the weaker (probe beam) can experience $\pi $ nonlinear phase shift, which can be modulated by the stronger (pump beam), within a rather short propagation distance (about 40-m). The comparisons of analytical solutions of the model with numerical simulations of the NNLSE show that the model is of excellent accuracy in the case of strong nonlocality.     

Sine Hollow Solitons and Breathers in Nonlocal Media

The nonlocal nonlinear Schrödinger equation (NNLSE) describes the propagation dynamics of optical beams in nonlinear media with a spatial nonlocal response. Based on NNLSE, we obtain the generalized sine hollow solitons and breathers and show that the transverse intensity evolutions of them are always periodical. However, if the incident power takes a critical value, the beam width can remain invariant during the propagation, just like the solitons. Otherwise, the beam width varies periodically, just like the breathers. We investigate the evolution characteristics for both cases analytically and numerically in detail.     

(1+1)维强非局域非线性介质中的高阶模呼吸子

基于强非局域非线性介质中的Snyder-Mitchell模型,利用分离变量法得到了(1 1)维光束传输的厄米-高斯型解析解.比较厄米-高斯型解析解与非局域非线性薛定谔方程的数值解,证实了,在强非局域条件下,该厄米-高斯型解与数值解完全吻合.对厄米-高斯光束的传输特性进行研究,结果表明,光束束宽会出现周期性的压缩或者展宽现象.并且得到了实现厄米-高斯光束稳定传输的临界功率、厄米-高斯孤子解及传输常量,临界功率与厄米-高斯光束的阶数无关,但传输常量随阶数的增加而增加.高斯呼吸子和高斯孤子就是基模厄米-高斯呼吸子和基模厄米-高斯孤子.     

N1-soliton solution for Schrödinger equation with competing weakly nonlocal and parabolic law nonlinearities

The nonlocal nonlinear Schrödinger equation (NNLSE) with competing weakly nonlocal nonlinearity and parabolic law nonlinearity is explored in the current work. A powerful integration tool, which is a modified form of the simple equation method, is used to construct the dark and singular 1-soliton solutions. It is shown that the modified simple equation method provides an effective and powerful mathematical gadget for solving various types of NNLSEs.     

有界非局域非线性介质中空间光孤子传输的研究

对有界非局域非线性介质边界对孤子传输的影响进行了研究.基于非局域非线性薛定谔方程以及热传导的泊松方程,采用格林函数法求出了强非局域介质铅玻璃的响应函数和临界功率;从光线方程出发得到了偏离材料中心入射的光束中心振荡轨迹以及周期的解析解.通过数值模拟证明了该结果在不靠近样品边界的范围内都是准确的. 关键词： 空间光孤子 铅玻璃 非局域非线性     

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。