基于分数薛定谔方程对高斯光束的操控

基于具有谐振势阱的分数薛定谔方程,数值研究了Lévy指数、啁啾参量和势阱深度对啁啾高斯光传输动力学的影响.研究发现,在啁啾参量与势阱深度一定的情况下,随着Lévy指数增大,光束演化周期会减小,偏移中心轴的距离则变大;在Lévy指数与势阱深度一定的情况下,光束演化周期和偏移距离随着啁啾参量增大而增大;无论Lévy指数值与啁啾参量是多少,周期与偏移中心轴的最大距离都和势阱深度成反比.研究结果表明,通过调节Lévy指数、啁啾参量与势阱深度可以有效地控制光传输,为光开关提供了新的设计思路.     

分数阶薛定谔方程下艾里光束的光学布洛赫振荡和齐纳隧穿

基于分数阶薛定谔方程研究在由周期势和线性势组合而成的位势中艾里光束的布洛赫振荡和齐纳隧穿.结果发现,在弱横向力的情况下,艾里光束呈现出光学布洛赫振荡的演化行为,并且与系统的能带结构有关联,即随着Lévy指数的减小,能带宽度减小,同时其振荡振幅也随之减小.增加线性势横向力将导致光学齐纳隧穿的出现,但是Lévy指数可以有效...     

啁啾艾里光束在非局域介质中的传播特性

本文基于包含非局域非线性效应的非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶变换方法,详细研究了竞争非局域非线性介质中啁啾艾里光束的传输动力学特性。结果表明:啁啾可以改变单艾里光束的传输速度,且啁啾越大,脉冲偏移速度越大,但啁啾对光束的呼吸周期和振幅影响却不大。当初始输入为啁啾双艾里光束时,在弱非局域介质中,啁啾会使两光束间的排斥力增强,从而影响孤子的呼吸周期;而在强非局域介质中,两光束的相互作用较为复杂,表现为结构复杂的准周期特性,啁啾会导致准周期结构的周期变化,且随着啁啾绝对值的增大,准周期结构的周期变大,光束衍射增强。     

非线性分数薛定谔方程中高斯光束的传输动力学

基于包含竞争非线性效应的分数薛定谔方程,通过分步傅里叶变换方法,详细地研究了单高斯光束和双高斯光束在三次-五次竞争非局域非线性介质中的传输动力学.结果表明:光束的振幅和宽度对于高斯光束演化为束缚态孤子具有一定的影响.在局域和非局域介质中,单高斯光束和同相双高斯光束均具有一定的衍射现象,并且在非局域介质中衍射现象更为明显...     

耦合复变系数Ginzburg-Landau方程的啁啾类孤波对传输特性研究

通过对耦合复变系数Ginzburg-Landau方程所描述的非线性光纤系统的研究,分别数值分析了啁啾类亮-暗和啁啾类暗-暗两组孤波对在这种非线性光纤中传输的稳定性.在加入非线性增益(损耗),和增益带宽限制放大(滤波的谱限制)效应后,耦合啁啾孤子对的特点是暗孤波在反常群速度色散区,亮孤子在正常群速度色散区时可以稳定传输.并进一步讨论了加入振幅微扰和白噪声微扰对孤子传输稳定性的影响.     

艾里光束通过负折射率介质的传输特性

为了研究艾里光束(Airy beams)通过负折射率介质中的传输特性,利用ABCD矩阵光学理论推导出了Airy光束通过负折射率介质的传输解析表达式.利用该解析表达式得到了Airy光束通过负折射率介质的传输特性.计算结果表明,Airy光束通过负折射率介质后的自加速和光强都可以通过负折射率介质的工作频率调控.Airy光束通过负折射率介质的横向偏转系数随传输距离z的增大而加速偏转;同时当传输距离z相同而负折射率介质的工作频率不同时,偏转系数也不相同.Airy光束的强度和偏转度都可以通过负折射率介质的工作频率调控.结果显示可以利用负折射率介质的工作频率方便有效地调控Airy光束,研究结果在光学器件设计和医学科学中都有潜在的应用价值.     

高阶效应对光纤系统中孤子和艾里脉冲传输特性影响的数值研究

以变系数耦合高阶非线性薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶方法,讨论了孤子和艾里脉冲在光纤中的传输特性。研究表明三阶色散、自频移和自陡峭效应导致孤子和艾里脉冲所分离出的俘获孤子的中心位置发生偏移,且三阶色散会影响俘获孤子的强度,并讨论了两脉冲的中心位置及强度对艾里脉冲截断系数的依赖关系。     

啁啾脉冲高斯光束在大气湍流中的传输特性

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出啁啾脉冲高斯光束在湍流大气中传输的光谱解析表达式,并对解析表达式进行了数值仿真。结果表明：啁啾参数越大,光源谱宽越宽;当光源相对谱宽大于0.336时,轴上点光谱产生蓝移;湍流使得轴上点光谱的相对频移量减小,相对频移量随源光谱宽的增大而非线性增大;增大光束束腰半径可减小湍流对光谱频移、光束展宽的影响。     

耦合Ginzburg-Landau方程的啁啾类亮灰孤子对传输特性研究

从数值模拟角度出发,将复变系数的耦合Ginzburg-Landau方程作为非均匀光纤放大器的理论模型,对啁啾类亮灰孤子对和亮亮孤子对两组孤波在该理论模型中的传输特性进行详细地研究.结果表明,在考虑了非线性增益(损耗)和增益带宽限制放大效应的情况下,啁啾类亮孤子和灰孤子在合适的色散区可以不受非均匀条件的影响而稳定传输.为了进一步讨论孤子对的稳定性,又讨论了加入振幅微扰和噪声微扰对传输的稳定性.     

有偏压光伏光折变晶体中艾里高斯光束的传输特性

采用分步傅里叶法,数值模拟研究了有偏压光伏光折变晶体中艾里高斯光束的传输特性.结果表明,当艾里高斯光束初始振幅和晶体的外加电场在一定范围内时,可以形成沿直线稳定传输的呼吸式孤子.调节初始振幅或外加电场可以控制孤子的峰值强度和呼吸周期.随着入射光场分布因子的变大,孤子的平均峰值强度先增大后减小,孤子的呼吸周期先变小后变大.随着光束衰减因子的增加,孤子的平均峰值强度先增大后减小,然后再增大.此外,光束入射角为负值时,孤子向左偏移,光束入射角为正值时,孤子向右偏移.入射角只改变孤子的输出位置,不影响孤子的强度、宽度和呼吸周期.     

分数衍射效应下余弦高斯光束传输特性的研究

基于变系数的分数阶导数薛定谔方程,采用分步傅里叶算法研究了余弦高斯光束的传输和相互作用。在线性情况下,单束无啁啾余弦高斯光束在传输过程中分成两束相同的高斯光束并形成Y形光束结构,而啁啾余弦高斯光束在传输过程中产生两束不对称的光束。当莱维指数为1时,两束啁啾余弦高斯光束相互作用之后形状保持不变。此外,余弦高斯光束在周期函数、线性函数和幂函数形式调制的分数衍射作用下,其传输结果分别展现出周期性的结构、抛物轨迹传输以及形状不变的传输。在非线性情况下,饱和非线性效应破坏余弦高斯光束的周期性结构,同时抑制余弦高斯光束的传输展宽。     

竞争非局域向列相液晶中艾里高斯光束的相互作用

基于JUNG P S等提出的新型竞争非局域模型数值研究了艾里高斯光束在该模型中的相互作用,采用分步傅里叶算法数值模拟艾里高斯光束在竞争型非局域非线性向列相液晶中的相互作用。结果表明,可以通过调节初始振幅、初始间距、位相差以及非局域程度控制艾里高斯光束间的相互作用。初始振幅增大会使相互作用力增大;分子取向非局域程度的增加导致艾里高斯光束宽度展宽,使反相艾里光束吸引力增强,热非局域程度的改变使初始振幅较大的反相艾里高斯光束由相互排斥作用变为相互吸引作用,使反相艾里高斯光束出现排斥和吸引作用动态平衡;同时还发现增大热非线性系数能使反相艾里高斯光束出现吸引或排斥。     

啁啾脉冲参数对合成光束的远场光强的影响

光束合成是提高激光功率及光束质量的一种有效方法,啁啾脉冲高斯光束的各参数都会影响合成的效果。利用夫琅禾费衍射积分公式导出了两束啁啾脉冲高斯光束合成的远场光强的解析式,得知远场光强与啁啾参数、脉宽及谱宽等参数有关。对远场光强进行了数值模拟,结果表明:对甚多束光束合成而言,单元激光间的啁啾参数增大、脉宽差值减小或者谱宽差值增大,均有利于轴上光强的增大及远场光强分布集中于传输轴附近。     

啁啾脉冲参数对合成光束的远场光强的影响

光束合成是提高激光功率及光束质量的一种有效方法,啁啾脉冲高斯光束的各参数都会影响合成的效果。利用夫琅禾费衍射积分公式导出了两束啁啾脉冲高斯光束合成的远场光强的解析式,得知远场光强与啁啾参数、脉宽及谱宽等参数有关。对远场光强进行了数值模拟,结果表明:对甚多束光束合成而言,单元激光间的啁啾参数增大、脉宽差值减小或者谱宽差值增大,均有利于轴上光强的增大及远场光强分布集中于传输轴附近。     

光束质量标准中传输方程的研究

讨论了传输方程在ISO光束质量标准中的重要性,给出了光束传输方程的一种证明方法,在近轴条件下,非高斯光束都满足传输方程,这为选用理想高斯光束作为光束质量的度量基准奠定了基础。     

光束质量标准中传输方程的研究

 讨论了传输方程在ISO光束质量标准中的重要性，给出了光束传输方程的一种证明方法，在近轴条件下，非高斯光束都满足传输方程，这为选用理想高斯光束作为光束质量的度量基准奠定了基础。     

斜程湍流大气中部分相干艾里光束的偏振特性研究

偏振是激光通信中保密编码的重要参数,研究斜程湍流大气中的偏振特性对激光通信具有重要意义.利用广义惠? 更斯-菲涅尔原理和偏振-相干统一理论,推导了无衍射的部分相干艾里高斯光束在斜程湍流大气传输中的偏振度解析式,详细研究了湍流参数、相干长度、天顶角、截断因子和分布因子对偏振度的影响.研究结果表明:与水平湍流相比...     

啁啾脉冲高斯光束在大气湍流中的传输特性北大核心CSCD

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出啁啾脉冲高斯光束在湍流大气中传输的光谱解析表达式,并对解析表达式进行了数值仿真。结果表明:啁啾参数越大,光源谱宽越宽;当光源相对谱宽大于0.336时,轴上点光谱产生蓝移;湍流使得轴上点光谱的相对频移量减小,相对频移量随源光谱宽的增大而非线性增大;增大光束束腰半径可减小湍流对光谱频移、光束展宽的影响。     

截断系数对皮尔斯光束聚焦行为的影响

基于无势阱的薛定谔方程,通过解析方法推导出了描述皮尔斯-高斯光束演化的动力学解.结果显示:皮尔斯光束的各个瓣在横向上做加速运动,离主瓣越远,加速度越大,这就导致了这些旁瓣和主瓣在同时到达了同一位置,呈现出聚焦行为.当越过这一位置,加速度方向变为沿x轴负方向,这时光束在横向上做减速运动,越靠外的旁瓣做减速运动的加速度越大...