Hollow Gaussian beams in strongly nonlocal nonlinear media

The propagation of hollow Gaussian beams in strongly nonlocal nonlinear media is studied in detail.Two analytical expressions are derived.For hollow Gaussian beams,the intensity distribution always evolves periodically.However the second-order moment beam width can keep invariant during propagation if the input power is equal to the critical power.The interaction of two hollow Gaussian beams and the vortical hollow Gaussian beams are also discussed.The vortical hollow Gaussian beams with an appropriate topological charge can keep their shapes invariant during propagation.     

超短啁啾脉冲光束空间奇异性的形成与消除

研究了超短啁啾脉冲光束在真空中的传输行为以及在传输过程中时空奇异性的形成. 结果表 明，对于脉冲时间较长（相对于一个光学周期）的超短啁啾脉冲光束，啁啾导致的脉冲光谱 展宽仍然会导致脉冲光束空间奇异性的出现. 脉冲啁啾比脉冲长度对脉冲光束空间奇异性的 出现影响更大. 给出了超短啁啾高斯脉冲光束在不同参数下的数值模拟、空间奇异性出现的 条件等，并用复解析信号理论消除了空间奇异性的出现. 关键词： 单周期 缓变包络近似 奇异性 啁啾脉冲     

单周期以上超短脉冲光束在自由空间中的矢量非傍轴传输方法

在Lax等建立的微扰法的基础上，应用傅里叶变换的方法得到了一种用于自由空间中单周期以上（即脉冲长度在一个振荡周期以上）脉冲光束的矢量非傍轴修正方法.在频域，其横向分量的一阶修正等价于Fu等所得相应结果，而在时域内则比Fu等所得结果更有利于非傍轴解析解的得出.通过量级关系证明了矢量效应在对标量傍轴光束修正中的必要性.从例子中发现，由于时空耦合的存在，超短脉冲光束中的矢量非傍轴效应会被其时间分布所影响. 关键词： 矢量 非傍轴 超短脉冲光束     

非局域程度对空间暗孤子相互作用的影响

对1+1维非局域自散焦介质中暗孤子的相互作用进行了研究. 数值模拟结果表明:在非局域自散焦介质中,存在着暗孤子相互作用的临界点. 在临界点上,吸引力等于排斥力;在临界点外,暗孤子间相互作用可能表现为相互吸引也可能表现为相互排斥. 关键词： 非局域自散焦 相互作用 暗孤子     

The nonparaxial property of chirped pulsed beam

The nonparaxial property of the chirped pulsed beam is analyzed both quantitatively and qualitatively. Through the qualitative investigation of the paraxial approximation condition, we show there are chirp-induced changes in the nonparaxial propagation of the chirped pulsed beam. A quantitative nonparaxial correction was developed by use of the perturbational technic and the Fourier transform for a few-cycle chirped pulsed beam with relative small chirp parameter. It was shown that the nonparaxial corrections were enhanced near the leading or trailing edge of pulse depending on weather the chirp parameter is positive or negative. An example for pulsed Gaussian beam driven by a chirped Gaussian pulse is shown in the numerical result to confirm our analysis.     

非局域自散焦克尔介质中空间光暗孤子成丝的理论与实验研究

对非局域自散焦克尔介质中的空间光暗孤子成丝进行了研究. 理论上从非局域非线性理论模型出发, 数值模拟研究了非局域程度和吸收系数对暗孤子成丝的影响. 当入射背景光强一定时, 非局域程度越大成丝起始点越远、成丝数量越少; 而当入射背景光强与临界光强之比一定时, 非局域程度基本不影响成丝起始点以及成丝数量, 且非局域下的成丝数量与局域下一样. 此外, 当入射背景光强一定时, 吸收系数越大成丝数量越少. 实验上通过改变染料溶液的浓度以及背景光斑的椭圆率, 分别研究了样品浓度和背景光斑椭圆率对暗孤子成丝的影响. 当入射背景平均光强一定时, 样品浓度越小成丝数量越少, 背景光斑椭圆率越小成丝数量越少; 而当入射背景平均光强与临界光强之比一定时, 样品浓度基本不影响成丝数量. 在实验中还观察到了光学冲击波现象.     

拉曼延迟响应对时空不稳定性的影响

利用一个拓展的非线性薛定谔方程,研究了高强度超短脉冲光束在三阶非线性介质中传输时的时空调制不稳定现象。进一步考虑了时空聚焦、自陡峭和拉曼延迟响应等效应。通过采用线性化的方法,研究在均匀光强的背景下噪声的增长。发现介质的拉曼延迟响应对超短脉冲的时空调制不稳定有很明显的影响,使其在更广的范围出现,甚至在自散焦介质中的反常色散区域,也出现了时空不稳定现象。在此基础上,还对其时空不稳定性的一些特征进行了分析。     

Spectrum-Induced Changes in Non-Paraxial Property of Ultrashort Pulsed Beam

A spatiotemporal non-paraxial correction to the paraxial solution of ultrashort pulsed beam is obtained by using the Fourier transform and the Taylor expansion. By studying the propagation of an isodiffracting pulsed Gaussian beam with different pulse shapes, we find that there are spectrum-induced changes in the non-paraxial propagation of the pulsed beam. We analyse the influence of pulse spectrum on the non-paraxial property of the ultrashort pulsed beam and explain it base on the paraxial approximation condition.     

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。     

矢量效应对超短脉冲光束非傍轴传输的影响

从严格的矢量非傍轴传输方程出发,并通过傅里叶变换及角谱分析的方法,分析了在超短脉冲光束中,矢量效应对其在自由空间中的非傍轴传输的影响。结果表明,矢量效直对脉冲光束的标量傍轴解的修正有着重要的影响,当对脉冲光束进行非傍轴传输处理时,必须考虑它的矢量特性。基于上述分析,得到了支配超短脉冲光束传输的矢量非傍轴方程的一个完整积分解。从这个积分解出发,通过对电场进行泰勒级数展开的方法,得到了一种相对简单的方法,通过这种方法,可以从脉冲光束的已知标量傍轴解来求出矢量非傍轴波动方程的相对精确解。