非相干多分量空间双稳态孤子

非相干多分量光束在高阶非线性介质中可以形成双稳态孤子.利用相干密度法首次得到了非相干多分量双稳态孤子的解析表达式.介质的高阶非线性决定了双稳态孤子的存在范围和峰值强度.得到了光束的截止波长，最小宽度和介质的非线性条件，并研究了非相干多分量光束中相干分量的传输演化.利用稳定性条件，严格证明了非相干多分量双稳态孤子在介质中可以保持稳定传播. 关键词： 非相干多分量光束 空间孤子 双稳态     

部分空间非相干光光伏空间孤子

对单色非相干光光伏空间孤子进行了理论研究.发现非相干光光伏空间孤子所满足的微分方程与相干光光伏空间孤子的具有相似性,并可用于近似描述相干距离远小于光束尺寸的部分空间非相干光光伏空间孤子.在Cu:KNSBN晶体中观察到单色光部分空间非相干光光伏空间亮孤子. 关键词： 光伏 部分空间非相干 孤子     

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     

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     

空间非相干多分量光束构成的非相干耦合屏蔽孤子对

两束本身具有空间非相干性的非相干多分量光束可以在光折变介质中形成非相干耦合 屏蔽孤子对，利用相干密度法得到了亮 亮、暗 暗型耦合孤子对的解，并研究了构成 非相干孤子对分量光束的相干组分的传播特性. 关键词： 空间非相干多分量光束 耦合孤子对 相干密度 相干组分     

非相干空间孤子的自陷行为

用相干密度法研究了一维非相干光束在饱和对数型光折变介质中的自陷行为,发现在传输过程中孤子的形态可具有稳态和周期性振荡的特点,具体取决于入射光束的初始宽度、相干特性和材料的非线性响应;研究了构成非相干光束的相干组份的传播行为,发现各相干组份的强度和光束宽度沿纵向发生周期性变化,峰值位置沿横向发生周期性变化.另外,利用横向相干宽度研究了非相干光束在各种传输状态下相干特性的变化,从而进一步解释了非相干光束在不同传播状态下的演化特性.     

多个部分非相干光孤子的相互作用

基于相干密度理论，数值地研究了在饱和对数非线性介质中多个部分非相干光空间孤子之间的相互作用. 数值结果表明，在非相干参量较小情况下，非相干光孤子的相互作用与相干光孤子的相互作用规律较类似. 当非相干参量较大时，强的非相干性模糊了孤子之间的相位关系，孤子间的相互作用主要以非相干相互吸引作用为主. 特别是在非相干参量较大而且孤子初始相对相位差为π的情况下，多个部分非相干光孤子可并行传播形成稳定的阵列孤子. 利用多个非相干光孤子的不同相互作用形态写入各种阵列波导，为实现光控制光、导向光提供了一种可能性. 关键词： 多个部分非相干光空间孤子 空间光孤子的相互作用 相干密度理论 饱和对数非线性     

不同非局域程度条件下空间光孤子的传输特性

光束在非局域非线性介质中传输由非局域非线性薛定谔方程描述.讨论了在不同非局域程度 条件下，空间光孤子的传输特性.提出了一个基于分步傅里叶算法数值求解孤子波形和分布 的迭代算法.假定介质的非线性响应函数为高斯型，得出了在不同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，不论非局域程度如何，光束都能以 光孤子态在介质中稳定传输.光孤子的波形是从强非局域时的高斯型过渡到局域时的双曲正 割型，形成孤子的临界功率随非局域程度的减弱而减小，光孤子相位随距离线性增大，相位 的变化率随非局域程度的减弱而减小. 关键词： 非局域非线性薛定谔方程 空间光孤子 临界功率 相位     

时空非相干光孤子的传播和相干特性

研究了时空非相干椭圆形高斯光束在饱和对数型非线性介质中的自陷行为,得到了孤子的形成条件并分析了其相干特性,讨论了光束自陷的变化形式,发现光束的初态和材料非线性对其有决定性的影响, 并进一步获得了光束半径和光束相干半径的解析表达式,发现光束的相干特性不但会随传播距离产生周期性的变化,且随组份频率的增大而减弱.     

非局域克尔介质中厄米高斯光束传输的变分研究

在非局域非线性克尔介质中,通过对介质实对称响应函数的泰勒展开,简化了非局域非线性薛定谔方程所对应的Lagrange密度,进而利用变分法对光束的传输问题进行了分析.求出试探解各个参量的演化方程并得到了自聚焦介质中的厄米高斯型光束的精确解析解,当输入功率达到临界功率时,即形成高阶空间光孤子(厄米高斯孤子),其最低阶(基模光孤子)就是高斯孤子.通过数值模拟发现解析解与数值解符合得很好. 关键词： 非局域克尔介质 变分法 厄米高斯光束 空间光孤子     

Elliptic incoherent solitons in strongly nonlocal media with anisotropic Kerr nonlinearity

The propagation of elliptic incoherent beam in strongly nonlocal media with noninstantaneous anisotropic Kerr nonlinearity is systematically investigated. Using the mutual coherence function approach, we obtain the existence curve of such solitons and an interesting outcome: correlation characteristics of the elliptic incoherent solitons can be anisotropic as well as isotropic. When the existence conditions of solitons are not satisfied, the elliptic incoherent beam will undergo periodic oscillation. Nonstationary evolution behaviors of the elliptic beam are shown in detail by numerical calculation. It is also obtained that the oscillation periods of the beam in x and y direction are different and the elliptic beam will become circular at some propagation distance under special conditions.     

Elliptic incoherent accessible solitons in strongly nonlocal media

We study the propagation of elliptic incoherent accessible solitons in strongly nonlocal media with noninstantaneous Kerr nonlinearity. For this soliton to exist, the coherence properties of the incoherent beam should be anisotropic. The total power of the incident beam should also equal to a critical value which depend on the beam width as well as the coherence properties. When initial parameters of the beam do not satisfy the existence conditions, the elliptic incoherent accessible solitons will undergo linear harmonic oscillation in different states. Corresponding properties are studied in detail.     

湍流对离轴列阵高斯光束相干与非相干合成的影响

研究了湍流对离轴列阵高斯光束相干与非相干合成的影响.推导出了相干合成光束的传输方程.采用二阶矩束宽、桶中功率和参数β作为光束质量评价参数比较了离轴列阵高斯光束通过湍流大气的相干与非相干合成,并对主要结果给予了合理的物理解释.研究表明：一方面,不论是相干合成还是非相干合成,湍流都使得合成光束扩展、峰值光强下降,并且子光束数越多,合成光束受湍流影响就越小.另一方面,非相干合成光束较相干合成光束受到湍流的影响要小. 关键词： 相干与非相干合成 湍流大气 离轴列阵高斯光束     

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.     

高斯光束在对数型非线性介质中自诱导效应

从标量Helmholtz方程出发,推导了对数饱和非线性介质中光场满足的非线性Schr dinger方程(NLSE)。通过与梯度折射率下的光场满足的方程比较,发现高斯光束在对数型饱和非线性介质中可自诱导梯度折射率。利用数值计算,详细地讨论了自诱导梯度折射率对高斯光束传输特性的影响。发现高斯光束在其自诱导的梯度折射率的影响下,呈振荡形式的准稳定的传输。光束注入介质中的初始状态,直接影响着光束的振荡形式(先发散还是先聚焦)、振荡深度(幅度)、振荡周期。得到高斯光束形成孤子的条件,以及若使高斯光束在对数饱和非线性介质中保持小损耗、高稳定的传输,应该使光束在阈值(孤子条件)附近注入介质的结论。     

Coherence enhancement of spatially incoherent light beams through soliton interactions

We show that the spatial coherence of a partially incoherent light beam can be greatly enhanced through an energy-conserving interaction with an incoherent or a coherent dark spatial soliton. Computer simulations show that during this process a portion of the incoherent beam is trapped within the dark notch of the dark soliton, thus forming a sharp intensity spike. In this region the correlation length dramatically increases by at least 2 orders of magnitude.     

Evolution of Anomalous Hollow Gaussian Beams in Strongly Nonlocal Nonlinear Media Under the Off-Waist Incident Conditions

We investigate the evolution of anomalous hollow Gaussian beams in strongly nonlocal nonlinear media under the off-waist incident condition. We obtain analytic expressions of the beam propagation, the on-axis intensity, and the beam width and curvature. We perform some numerical simulations to illustrate the propagation properties of anomalous hollow Gaussian beams. The results show that, under the off-waist incident condition, the beam evolution is always periodic, whatever the input power is, being different from that under the on-waist incident condition. We discuss the influences of the input power and the departure distance on the propagation properties and present the physical reasons.     

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。