强非局域非线性介质中光束传输的厄米高斯解

利用强非局域非线性介质中空间对称实响应函数的泰勒展开简化了非局域非线性薛定谔方程 ，文章基于强非局域非线性空间中的线性模型得到了矩空间1+D(D=1，2)维的厄米高斯 型解，得到了高阶孤子波的解析式，高斯解是最低阶孤子，即基模光孤子，并得到了入射光 束的临界功率．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非对称 光孤子． 关键词： 高阶孤子 强非局域介质 厄米高斯     

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。     

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。     

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。     

亚强非局域介质中的超高斯空间光孤子族研究

研究了亚强非局域介质中超高斯光束的传播特性.运用变分法,对任意实对称响应函数泰勒级数展开取至四阶,得到了1+1维亚强非局域非线性介质中光束传输的超高斯光束的近似分析解.分析结果表明：束宽解是椭圆雅可比双周期函数,相移、空间啁啾以及临界输入功率都正比于超高斯光束的阶数.提出了超高斯空间光孤子族模型和准方波形空间光孤子的实现可能性.     

强非局域介质中椭圆厄米高斯损耗光孤子

用变分法研究了强非局域非线性小损耗介质中椭圆厄米高斯光束的传输特性。得到光束各参量在传输过程中的演化方程和束宽的演化规律,当输入功率等于临界功率时,在传输距离不是很远时,可得到椭圆厄米高斯损耗光孤子。随着传输距离的增大,光束束宽缓慢展宽.当初始输入功率大于或小于临界功率时,光束束宽将会按照准正弦和准余弦函数规律作准周期性展宽。     

(1+2)维空间光孤子在非局域克尔介质中的传输特性

 从非局域非线性薛定谔方程出发，采用分步傅里叶算法数值讨论了在一定的非局域程度条件下，（1+2）维空间光孤子的传输特性， 数值求解了光孤子各特性参量。假定非局域克尔介质的响应函数为高斯型，得出了在一定的非局域程度条件下空间光孤子的数值解，并数值证明了它们的稳定性。结果表明:（1+2）维光孤子对非局域程度依赖性很强。在一定的非局域程度下，光束能以光孤子态在非局域克尔介质中稳定传输。强非局域时，光孤子的波形是高斯型，其它的非局域程度下，不是高斯型。当非局域程度较弱时，不存在孤子解。     

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     

非局域非线性介质中光束传输的拉盖尔-高斯变分解

光束在非局域非线性介质中的传输过程由非局域非线性薛定谔方程描述.1+2D非局域非线性薛定谔方程可以转化为圆柱坐标系下的变分问题.通过展开介质响应函数并合理假设试探解求解变分方程,得到光束在强非局域非线性介质中的拉盖尔-高斯解.满足一定条件时,拉盖尔-高斯光束将形成光孤子或退化为高斯光束. 关键词： 非局域非线性介质 强非局域性 变分法 拉盖尔-高斯光束     

(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.     

Propagation of nonlocal optical solitons in lossy media with exponential-decay response

Propagation of optical solitons in lossy nonlocal media with exponential-decay response was investigated theoretically. The analytical solutions of nonlocal solitons and breathers are obtained by variational approach which is applied to a (1 + 1)D nonlocal nonlinear Schrödinger equation. The critical power of soliton and period of breathers are also obtained in the absence of the loss. When the loss is relatively small, the average beam width of breathers has a trend to expand during propagation. The analytical results are confirmed by numerical simulation.     

Propagation dynamics of dipole breathing wave in lossy nonlocal nonlinear media

In the framework of nonlinear wave optics,we report the evolution process of a dipole breathing wave in lossy nonlocal nonlinear media based on the nonlocal nonlinear Schr?dinger equation.The analytical expression of the dipole breathing wave in such a nonlinear system is obtained by using the variational method.Taking advantage of the analytical expression,we analyze the influences of various physical parameters on the breathing wave propagation,including the propagation loss and the input power on the beam width,the beam intensity,and the wavefront curvature.Also,the corresponding analytical solutions are obtained.The validity of the analysis results is verified by numerical simulation.This study provides some new insights for investigating beam propagation in lossy nonlinear media.     

负性介电各向异性向列相液晶中空间光孤子的理论研究

对非局域非线性介质向列相液晶中介电各向异性为负时的情况进行了研究.理论研究表明,负性介电各向异性的向列相液晶具有负的非线性系数.文中给出了其空间非局域响应特征宽度和非线性系数的表达式,并求出了其非局域响应函数;其次,用数值计算的方法给出了其空间孤子的传输结果.最后,研究了光束功率和偏置电压的改变对负性介电各向异性向列相液晶中光束传输的影响,发现偏置电压的改变会导致光束在负性介电各向异性液晶中形成孤子所需的临界功率发生改变.     

Propagation of four-petal Gaussian beams in strongly nonlocal nonlinear media

The propagation of four-petal Gaussian beams in strongly nonlocal nonlinear media has been studied. The analytical solution and the analytical second-order moment beam width are obtained. For the off-waist incident and the waist incident cases, the intensity pattern evolves periodically during propagation in strongly nonlocal nonlinear media. Under the off-waist incident condition, the second-order moment beam width varies periodically during propagation, whatever the input power is. But under the waist incident condition, there exists a critical power. When the input power equals the critical power, the second-order moment beam width remains invariant, otherwise the second-order moment beam width varies periodically. Numerical simulations based on the nonlocal nonlinear Schrödinger equation are carried out for comparison with the theoretical predictions. The results show that the numerical simulations are in good agreement with the analytical results in the case of strong nonlocality.     

傍轴高斯光束在强非局域介质中的传输特性

运用变分法研究了傍轴高斯光束在三维轴对称强非局域介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程、一个势函数、一个临界功率和一个由强非局域介质特性与初始束宽决定的特征参量ε。通过对势函数的进一步分析,结果表明,作为强非局域模型,必须满足0≤ε<1/3。在此前提下,当初始功率等于临界功率时,可以得到稳定的空间孤子;对于一般情形,束宽则作周期性压缩或展宽变化,也可能将不断展宽。该结果与数值解基本一致。     

Variational solutions for Hermite--Gaussian solitons in nonlocal nonlinear media

The physical features exhibited by Hermite--Gaussian (HG) beams propagating in nonlocal nonlinear media with Gaussian-shaped response are discussed with an approximate variational method. Using direct numerical simulations, we find that the beam properties in the normalized system are different with the change of the degree of nonlocality. It is shown that initial HG profiles break up into several individual beams with propagation when the degree of nonlocality $\alpha$ is small. HG beams can propagate stably when $\alpha$ is large enough.     

Self-Similar Hermite-Gaussian Spatial Solitons in Two-Dimensional Nonlocal Nonlinear Media

We study analytically and numerically the propagation of spatial solitons in a two-dimensional strongly nonlocal nonlinear medium. Exact analytical solutions in the form of self-similar spatial solitons are obtained involving higher-order Hermite-Gaussian functions. Our theoretical predictions provide new insights into the low-energy spatial soliton transmission with high fidelity.     

向列相液晶中强非局域空间光孤子传输的理论研究

对向列相液晶中非局域空间孤子的传输进行了理论研究.基于非线性液晶孤子传输方程，采用Gauss形式的试探解，不仅得到了空间孤子的解析解,而且还在临界功率附近得到了呼吸子的解析解.通过数值模拟证明我们的结果比Conti和Assanto等人的结果更合理.同时，对液晶中的非局域孤子模型和Snyder等提出的强非局域孤子模型进行了全面的比较. 关键词： 向列相液晶 空间孤子 非局域非线性 呼吸子