正色散克尔介质中光脉冲的传输

综合考虑了在２＋１维正色散介质中克尔效应衍射、色散对光脉冲传输的影响，得到了脉宽、束宽传输的一般规律，并以高斯光束为例用数值法近似讨论了耦合强度、初始脉宽、初始啁啾对自聚焦及自相位调制自脉宽压缩的影响。     

正色散克尔介质右光脉冲的传输

综合考虑了在２＋１维正色散介质中克尔效应衍射，色散对光脉冲传输的影响，得到了脉宽，束宽传输的一般规律，并以高斯光束为例用数值法近似讨论了耦合强度，初始脉宽，初始啁啾对自聚焦及自相位调制自脉宽压缩的影响。     

啁啾高斯脉冲通过增益色散介质的传输特性

采用复数波数定义和衍射积分方法，研究了啁啾高斯脉冲在增益色散介质中的传输特性，给出了介质增益谱为洛仑兹分布时的频谱分布以及时空分布的传输解析公式，详细分析了传输过程中光场的频谱和时空分布、脉宽和频谱变化以及谱移等特性。结果表明，啁啾高斯光束在介质中传输时其时间波形仍保持高斯分布不变，但在传输过程中其脉宽会发生变化。在传输过程中，啁啾参量会影响谱宽的减小程度以及谱移的幅度。啁啾参量越大，脉宽展宽和谱宽压窄的效果越明显，同时，随着传输距离的增大，光谱谱移也越明显。对于给定的啁啾参量，随着传输距离的增大，谱移将最终趋于一恒定值。     

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。     

利用空间诱导色散补偿介质色散

研究了超短脉冲贝塞尔光束在色散介质中的传输特性 ,指出空间诱导色散效应可以用来补偿介质色散作用 ,从而可以在色散介质中实现无衍射无色散的类时空孤子波的传输。用理论推导和数值模拟的方法得到的具有反常色散性质的空间诱导色散可以有效地补偿介质色散。数值模拟的结果表明 ,由于超短脉冲贝塞尔光束的无衍射无色散传输距离受到高阶色散效应和贝塞尔光束空间受限两方面的限制 ,无衍射无色散传输只能在有限距离内近似实现。通过增加脉冲长度可以减小高阶色散效应的影响。在传输距离小于衍射距离时 ,空间诱导色散效应可以很好地描述脉冲演化和色散补偿过程     

利用空问诱导色散补偿介质色散

研究了超短脉冲贝塞尔光束在色散介质中的传输特性，指出空间诱导色散效应可以用来补偿介质色散作用，从而可以在色散介质中实现无衍射无色散的类时空孤子波的传输。用理论推导和数值模拟的方法得到的具有反常色散性质的空间诱导色散可以有效地补偿介质色散。数值模拟的结果表明，由于超短脉冲贝塞尔光束的无衍射无色散传输距离受到高阶色散效应和贝塞尔光束空间受限两方面的限制，无衍射无色散传输只能在有限距离内近似实现。通过增加脉冲长度可以减小高阶色散效应的影响。在传输距离小于衍射距离时，空间诱导色散效应可以很好地描述脉冲演化和色散补偿过程。     

双曲色散型单轴左手介质中的折射

研究了横磁波在各向同性右手介质和双曲色散型单轴左手介质界面处波矢和能流的折射。计算发现,当入射角在很大范围内变化时,波矢的折射角和能流的折射角几乎不变。调节光轴角可使波矢折射角和能流折射角随入射角变化不敏感的现象更明显,经分析计算给出光轴角的调节范围。这一现象是由双曲色散型单轴左手介质的各向异性及负的主折射率引起的,可以用来实现光束准直、光束整合、光束压缩以及方便的光束耦合。如果光从双曲色散型单轴左手介质向各向同性右手介质入射,还能实现超棱镜(superprism)现象。计算了横磁波穿越界面时的透过率,证实双曲色散型单轴左手介质可能实现上述应用。     

棱镜对色散补偿系统的时域ABCD矩阵分析方法

讨论了棱镜对的负色散效应,利用时域ABCD矩阵方法分析了高斯型光脉冲经棱镜对色散补偿系统的脉宽和啁啾的变化,指出输出光脉冲的脉宽是展宽还是压缩,与棱镜啁啾、棱镜间距和光脉冲在棱镜中传输的距离的取值有关.讨论了棱镜对色散补偿系统对脉冲压缩的最佳条件,指出此时输出光脉冲脉宽随棱镜啁啾的增大而骤减,且骤减程度随啁啾增大而逐渐削弱,最后趋于一稳定值.     

色散缓变光纤中飞秒孤子压缩与稳定传输

运用数值方法研究了色散缓变光纤中飞秒基本孤子的传输特性，发现基本孤子脉冲不仅能被压缩，而且压缩光脉冲能保持脉宽不变转输即稳定传。光脉冲压缩过程中，发现三阶色散效应有较大的影响。适当地选取色散缓变光纤结构参数可能获得高质量的超短压缩光脉冲。对压缩光脉冲稳定伟机理探索表明，光纤二阶色散纵向变化率，三阶色散与喇曼自散射效应共同作用导致压缩光脉冲稳定传输。     

负啁啾脉冲在正负色散光纤中传输特性研究

对负啁啾脉冲在正常色散光纤中传输特性进行了数值分析和实验研究，数值分析与实验结果基本一致。数值分析和实验证明正常色散光纤不仅能压窄负啁啾的脉宽而且能压窄频谱，采用正常色散光纤消啁啾后用色散位移光纤为传输媒质成功地进行了一阶和高阶孤子传输。     

飞秒脉冲初始脉宽和啁啾对其自相似演化及压缩的影响

采用自相似抛物脉冲放大器对飞秒脉冲直接进行放大,并以低非线性系数的光子带隙光纤作为脉冲压缩器对放大的脉冲进行压缩.通过分步傅里叶方法研究了飞秒脉冲的初始宽度和啁啾对其自相似演化和压缩的影响.研究结果表明脉冲宽度越宽,脉冲自相似演化程度越差,演化脉冲的压缩质量也越差,压缩脉冲宽度较大,且有基座；脉冲的初始啁啾会严重阻碍其自相似演化,并最终影响脉冲的压缩质量；啁啾越大,脉冲的自相似演化结果越差,脉冲的压缩质量也越差；正的啁啾对脉冲的自相似演化的影响比负啁啾的要大.     

色散缓变光纤的非线性啁啾效应

由于光孤子在光纤中传输受到啁啾效应等多种因素的影响 ,使孤子脉宽展宽 ,光脉冲在终端变得不可检测 ,严重影响误码率 ,所以研究不同因素对孤子脉宽的影响有其重要意义。本文求解了色散缓变光纤中含频率非线性啁啾效应的NLS方程 ,由得到的孤子解讨论了非线性啁啾效应和色散缓变效应对孤子脉宽的影响 ,由此说明 ,色散缓减效应等效长距离分布参数光纤放大器的增益 ,它导致非线性效应增加 ,孤子进一步被压缩 ,非线性啁啾效应使孤子在z值较小时 ,其脉宽收缩 ,在z值较大时又使孤子脉宽展宽。     

能量啁啾电子束自由电子激光放大啁啾脉冲

 提出采用具有能量啁啾电子束的自由电子激光放大器放大啁啾脉冲，分析说明了它的工作机理和滑移现象对其的影响。采用研制的1维非定态程序GOFEL-P，对能量啁啾自由电子激光放大器放大啁啾脉冲的过程进行了数值模拟和分析，计算了不同啁啾参数的脉冲被放大后的腔外压缩情况。结果表明：与单能电子束时相比，能量啁啾自由电子激光可以放大具有更大啁啾参数的啁啾脉冲，使压缩后的脉冲峰值功率增大至568 GW，脉冲宽度缩短至2.29 fs,大幅增强自由电子激光放大啁啾脉冲以及腔外压缩脉冲的效果。     

带宽对强光束非线性成像的抑制效应

 宽频带激光驱动器中光束的传输与常规的窄带系统有很大区别。数值分析了宽带激光的成像这一非线性传输现象，并与窄带激光的成像特性进行了比较，发现宽带激光的热像位置和窄带激光基本相同，但宽带激光的热像强度比窄带激光低很多，说明宽带激光能很好地抑制非线性成像的形成。此外，通过改变脉冲啁啾和脉冲宽度两种方式分别揭示了带宽对非线性成像和光束匀滑的影响，发现不同带宽情形下热像的位置基本相同，均处于共轭位置处；热像的光强和热像处光束的调制对比度随着啁啾值的增大而降低，随脉冲宽度的增大而增大。由于受到群速度色散效应的作用，带宽能够阻碍热像的形成，并提高光束的匀滑度。     

Effects of initial frequency chirp on the linear propagation characteristics of the exponential optical pulse

In this paper, the linear propagation characteristics of the exponential optical pulse with initial linear and nonlinear frequency chirp are numerically studied in a single mode fibre for β2 〈 0. It can be found that the temporal full width at half maximum and time-bandwidth product of exponential pulse monotonically increase with the increase of propagation distance and decrease with the increase of linear chirp C for C 〈 0.5, go through an initial decreasing stage near ζ= 1, then increase with the increase of propagation distance and linear chirp C for C 〉 0.5. The broadening of pulses with negative chirp is faster than that with positive chirp. The exponential pulse with linear chirp gradually evolves into a near-Gaussian pulse. The effect of nonlinear chirp on waveform of the pulse is much greater than that of linear chirp. The temporal waveform breaking of exponential pulse with nonlinear chirp is first observed in linear propagation. Furthermore, the expressions of the spectral width and time-bandwidth product of the exponential optical pulse with the frequency chirp are given by use of the numerical analysis method.     

Determination of spectral width and chirp of ultrashort light pulses by analysis of second harmonic beam divergence

It is shown that in the noncollinear second harmonic generation scheme used for ultrashort light pulse duration measurements the divergence of the second harmonic beam is determined by the spectral width and chirp of the pulse. This enables one to measure simultaneously the spectral width, pulse duration, spectral-time product, chirp and its sign for a single pulse in the same device.     

增益介质的色散对锁模激光器输出脉宽和啁啾的影响

利用时间域内各光学元件的传播矩阵,在考虑了增益介质的色散后,对锁模激光器输出的脉宽和啁啾做了理论方面的推导,并做了相关的数值模拟,结果表明:当不考虑增益介质的色散时,其输出脉宽啁啾值为零;而考虑了增益介质的色散后,啁啾值随色散值的增加先增加而后降低,且存在一个最大值,脉宽随色散值的增加而增加.     

A Novel Technique to Measure the Spatial–Temporal Intensity of an Ultrashort Pulse

Based on a modified cross-correlation technique, we experimentally demonstrate a technique for measuring the spatial–temporal intensity of laser pulses. Pulse widths at different spatial positions of the ultrashort pulse are measured by changing the scan position of the probe beam. Due to the existence of residual chirp in the transverse position, pulse widths at the center of the beam are less than that at the edge. By measuring the temporal evolution in the fastest growth area of spatial intensity during small-scale self-focusing, we find that its pulse width decreases as power increases because of the spatial–temporal coupling effect. The results show that this method not only can be used to accurately measure the pulse width at any one spatial position of the beam, but can also be useful for real-time monitoring of the spatial–temporal evolution.