椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性

研究了傍轴椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性,得到了其各参量的演化方程 及其精确解析解.通过对束宽演化方程及其精确解析解的进一步分析,发现傍轴椭圆高斯光 束在强非局域非线性介质中传输时,两横向方向束宽作周期性变化.不管初始功率为多大, 光束都将周期性的由椭圆高斯光束演化为圆对称高斯光束,再由圆对称高斯光束演化为椭圆 高斯光束;并且在演化的过程中,椭圆的半长轴和半短轴会作周期性交替变化.另外,在一 定初始功率下,傍轴椭圆高斯光束可以保持某一横向方向的束宽不变,得到光孤子.关键词：强非局域非线性介质非局域非线性薛定谔方程椭圆高斯光束参量演化方程空间孤子     

强非局域非线性介质中的形变像散椭圆呼吸子

得到了强非局域非线性介质中的形变像散椭圆呼吸子的解析解, 并基于解析解讨论了这类呼吸子的演化性质. 在传输过程中光束在两个维度上仍保持高斯的形状, 但束宽与等相位面曲率均做两个维度上不同步的等周期演化. 当光束在两个维度上均为非束腰入射时, 不管功率如何, 光束的汇聚或发散惯性将继续保持一段距离, 继而形成二维异步同周期呼吸效应. 当光束在某方向上为束腰入射时则既可能形成二维异步呼吸, 也可能只有一维呼吸. 束宽的二维异步呼吸还导致了椭球等相位面曲率以及光斑椭圆率的周期性变化. 在二维束腰重合情况下, 椭圆率的最大值和最小值总是固定的且二者之积为1; 入射位置的变化不影响椭圆率最值, 但会影响椭圆率变化速度在一个周期内的分布均匀性和最大椭圆率出现的位置.关键词：形变呼吸子像散强非局域非线性介质     

强非局域非线性介质中强光导引的弱光呼吸子传输规律研究

研究了强光导引的弱光呼吸子传输问题. 尽管弱光本身的非线性效应可以忽略, 但强光通过强非局域非线性效应会对弱光形成约束并与弱光本身的衍射效应达到动态平衡, 从而形成呼吸子. 得到了弱光呼吸子的解析表达式, 在此基础上分析了其束宽的呼吸演化规律, 并对弱光呼吸子整体轨迹的形状、方位、旋向等性质进行了系统的研究.     

相位调制高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性

利用(1+1)维Snyder-Mitchell模型和空间正弦相位调制的方法,讨论了如何控制高斯光束在平面波导中的传输问题,发现只要适当地选择调制参数就可得到稳定对称的三、五和六束子光束的共同传输,其独特全新的相互作用过程在光开关、编码器和分光器上有潜在的应用价值.关键词：强非局域非线性介质空间相位调制空间光孤子相互作用特性光开关     

强非局域非线性介质中的互诱导分数傅里叶变换

在强非局域非线性介质中,用强抽运光可以诱导另一弱信号光实现互诱导分数傅里叶变换效应.信号光的分数傅里叶变换阶数与传输距离和抽运光功率有关,当传输距离不变时与抽运光功率的开方成正比.互诱导分数傅里叶变换是实现光控光的又一方法,其特性有助于研发新型的分数傅里叶变换器件,并在光信息处理、光学成像等多个领域有潜在的应用.关键词：分数傅里叶变换非局域介质互诱导光孤子     

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。     

强非局域非线性介质中的二维库墨-高斯孤子簇

利用自相似技术求解一个在强非局域非线性条件下的(2+1)维非线性薛定谔方程,得到一个精确的库墨-高斯解析解,数值模拟与解析解的一致性表明,这种库墨-高斯孤子形成了一类空间孤子簇.发现这种非局域孤子具有较大的相移.     

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     

强非局域非线性介质中的涡旋光孤子

满足强非局域条件时,光束在非局域非线性介质的传输过程由Snyder-Mitchell模型描述.在旋转柱坐标系下求解了Snyder-Mitchell模型,得到涡旋光孤子的自相似旋转解析解.结果表明,涡旋光孤子解在径向是惠特克函数与幂函数的乘积,光束的光强呈环形分布,光束绕光束中心旋转.关键词：非局域非线性介质强非局域性涡旋光孤子惠特克函数     

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     

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     

向列相液晶中强非局域空间光孤子的实验观察

通过实验对向列相液晶中的非局域空间光孤子的传输进行了研究。理论上基于非线性的液晶孤子传输方程,采用高斯形式的试探解,得到了孤子传输的解析解,以及对液晶中的非局域孤子和Snyder等提出的强非局域孤子模型的结果进行了比较。实验上,观察了空间光孤子在向列相液晶中的传输,找到了不同束宽下空间光孤子的临界功率。比如束宽为2μm时临界功率为2.0mW。观察了向列相液晶中空间光孤子的弛豫过程,并注意到液晶分子的响应时间长达几秒钟,液晶中的孤子形成速度较慢。     

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     

输入面纵向偏移诱导的强非局域非线性光传输特性变化

基于模式分解方法, 分析了输入面纵向偏移诱导的强非局域非线性光传输特性变化的普适性规律. 结果表明光束输入面移动后导致的影响包括: 光斑在每个周期内出现的位置和顺序的变化、 相同形状的光斑在输入面移动前后大小的差异以及波面曲率因子的演化. 这些性质可用一个简单的数学公式进行归纳; 利用这一公式可方便地由输入面移动前的任意光束解得到输入面纵向移动后的光束解.关键词：强非局域非线性光束输入面     

非局域非线性克尔介质中两极孤子的变分解

利用变分法对一种假设的两极孤子进行了研究,得到了该两极孤子的参数耦合方程,并对由参数耦合方程得到的结果进行了数值模拟.结果表明,在光束能量较高,趋近于强非局域的情况下,两极孤子横向强度呈一阶厄米-高斯型分布;光束能量较低的弱非局域情况下,两极孤子的两个强度峰之间有一个平台出现.此两极孤子模型还可退化为高斯光束,得到高斯孤子解.     

热非局域非线性高阶界面孤子的多种孤子解

讨论了是光束在(1+1)维的热致非局域介质中的传输, 此介质在中心处被分为两部分, 两部分的线性折射率是不同的. 发现在中心处的界面附近存在多阶稳定的界面孤子. 本文研究的是五阶和六阶界面孤子, 它们都存在三种不同的孤子解. 三种孤子解的波形、束宽、光束重心、存在和稳定区间都是不相同的. 五阶孤子的三种解都存在稳定区间, 并且其中两个解存在共同稳定区域. 然而六阶孤子只有其中一种解存在稳定区间.     

依据强非局域介质中光孤子相互作用实现全光互联

根据强非局域介质构成的平面介质波导中同频率和同极化的多光束共同传输模型方程,求得了任意斜入射多光束相互作用的精确解析解。基于强非局域介质空间双光孤子的相互作用原理,提出了利用全同孤子作为信号光来实现全光互联,但实现的逻辑也仅仅局限于短距离作用,还对全光开关抑或反相器作了详细叙述,通过实例给出了这类设计的优化方案。     

Two-dimensional Hermite-Gaussian solitons in strongly nonlocal nonlinear medium with rectangular boundaries

An analytical solution of self-similar waves, Hermite-Gaussian solitons, emerging in a strongly nonlocal thermal nonlinear medium with the rectangular boundaries was found. The theoretical analysis and numerical simulation showed that the Hermite-Gaussian solitons are elliptic and form a rectangular matrix cluster. Moreover, the symmetries of the soliton and matrix cluster depend not only on the boundary conditions, but also on the symmetry and power of the input beam as well as the propagation distance. The particular interest lies in that the intensities of the solitons in the edges of the rectangular cluster are bigger than those on the center, the most intense solitons occurring at four angles.