光孤子脉冲在增益色散和增益饱和非线性介质中的传播

本文获得了增益色散和增益饱和非线性介质中的光孤子脉冲的解析解。数值计算结果表明,在这类介质中光孤子脉冲传输是可能的,然而由于波传输的内禀特性,这种稳定传输被限制在较短的距离内。在高能量脉冲注入的情况下,光孤子脉冲将分裂为不同传输速度的多个光脉冲。     

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     

高功率超短脉冲在增益介质中的传输特性

在考虑了增益介质的群速度色散、克尔非线性效应、增益饱和和增益谱后,推导出了光脉冲在介质中的传输方程.采用分步傅里叶变换法数值模拟了高功率线性啁啾脉冲在增益介质中的传输状态,并着重讨论了增益色散对光脉冲形状和功率谱的影响.计算结果表明:当高功率超高斯光脉冲在增益介质中传输放大时,脉冲形状变得尖锐,峰值向脉冲前沿移动;功率谱峰值向低频方向移动,并且在功率谱边缘形成非对称振荡结构;当介质的增益色散增大时,光脉冲光谱宽度变窄,峰值功率减小,因此对于宽光谱脉冲,增益色散将会导致损耗.     

啁啾高斯脉冲通过增益色散介质的传输特性

采用复数波数定义和衍射积分方法,研究了啁啾高斯脉冲在增益色散介质中的传输特性,给出了介质增益谱为洛仑兹分布时的频谱分布以及时空分布的传输解析公式,详细分析了传输过程中光场的频谱和时空分布、脉宽和频谱变化以及谱移等特性。结果表明,啁啾高斯光束在介质中传输时其时间波形仍保持高斯分布不变,但在传输过程中其脉宽会发生变化。在传输过程中,啁啾参量会影响谱宽的减小程度以及谱移的幅度。啁啾参量越大,脉宽展宽和谱宽压窄的效果越明显,同时,随着传输距离的增大,光谱谱移也越明显。对于给定的啁啾参量,随着传输距离的增大,谱移将最终趋于一恒定值。     

强非局域非线性介质中的旋转涡旋光孤子

利用变分方法,得到了Snyder-Mitchell模型的旋转空间调制涡旋光孤子的近似解析解.在传输过程中,这种光孤子具有可观察的旋转特性.在一定的条件下,旋转的空间调制涡旋光孤子将退化为圆对称的涡旋光孤子. 关键词： 非局域非线性介质 强非局域性 空间调制涡旋光孤子 变分法     

光脉冲在激光放大介质中的非线性传播

 在考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应和群速度色散以及活性粒子的增益分布后，导出了光脉冲在激光放大介质中传播的基本方程。并在光脉冲中心频率与介质增益峰值频率时重合时，对皮秒超高斯光脉冲在钕玻璃激光放大介质中传播的脉冲形状进行了分析讨论。     

光脉冲在激光放大介质中的非线性传播

在考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应和群速度色散以及活性粒子的增益分布后,导出了光脉冲在激光放大介质中传播的基本方程。并在光脉冲中心频率与介质增益峰值频率时重合时,对皮秒超高斯光脉冲在钕玻璃激光放大介质中传播的脉冲形状进行了分析讨论。     

各向异性介质中的椭圆空间光孤子特性

对矩形铅玻璃中椭圆孤子的形成进行了理论研究,在理论模型中引入各向异性衍射效应.采用变分法,得到了强非局域线性各向异性椭圆孤子的变分解.结果表明,各向异性衍射效应对椭圆孤子的形成有很大的影响.为了验证变分解的正确性,采用牛顿迭代法算出强非局域线性各向异性椭圆孤子的数值解,变分解和数值解符合得很好.     

对数型折射率饱和非线性介质中光孤子高斯型呼吸模式

根据对数型折射率饱和非线性介质中光束尺寸和波阵面曲率变化所遵循的方程,详细描述了空间光孤子高斯型呼吸模式．采用势函数分析方法,对光束尺寸一阶导数的正、负号进行了正确的选择,并计算了呼吸模式的光束尺寸、波阵面曲率半径、呼吸周期等重要参量. 关键词：     

光孤子放大过程中的动态增益

分别用逆散射微扰方法和傅里叶变换求系综平均观点详细分析了在光孤子放大过程中，如果设法使放大器增益随孤子频率变化而变化，在一定条件下，既可大大减弱光孤子脉冲的喇曼自泵效应引起的自频移现象，又可有效地控制放大过程中产生的自发辐射噪声（ＡＳＥ）．结果表明，在两种特性的动态增益中，可有效地控制ＡＳＥ噪声从而突破Ｇｏｒｄｏｎ－Ｈａｕｓ限制，也可使自频移明显减弱，并与计算机数值研究结果作了比较。 关键词：     

高斯光束在任意分布的径向梯度折射率介质中传输的计算方法

根据弱波导近似,本文建立了处理高斯光束在任意分布的径向梯度折射率介质中传输的计算方法,并具体计算和讨论了高斯光束腰斑在沿径向呈抛物型分布的介质中随传输距离的变化情况,其数值结果与解析近似符合。     

势函数分析高斯光束在对数饱和非线性介质中的传播

导出了在对数饱和非线性介质中传播的强激光基模高斯光束宽度随传播距离变化的方程。此方程与势作用下粒子的运动方程形式一致,因此可用势作用下的粒子行为来描述高斯光束的呼吸模式。对势函数采用二阶近似后,求解此方程得到高斯型呼吸模式的光束宽度的近似解析式。分析了呼吸周期和呼吸深度与入射条件的关系,以及形成空间孤子的条件。     

光孤子在色散缓变光纤中传输时的等价增益

从准非线性Ｓｃｈｒ?ｄｉｎｇｅｒ（ＮＬＳ）方程出发，导出了色散缓变光纤中光孤子脉冲传输所满足的与常规光纤中含增益效应等价的ＮＬＳ方程，给出了该方程的微扰解析解和光孤子脉冲宽度演化表达式。对于阶跃型单模光纤，得到了光纤几何参数与增益系数之间的一般函数关系。最后采用数值模拟方法模拟了不同色散缓变光纤中光孤子脉冲传输特性，指出色散缓变光纤不仅能补偿光纤损耗对孤子脉冲的展宽效应，而且能压缩光孤子脉冲，因而预计它可能有较广泛的应用前景。 关键词：     

色散缓变光纤中暗孤子传输特性研究

用行波法求解了色散缓变光纤并含双光子吸收效应的暗孤子非线性薛定谔(NLS)方程,由此孤子解讨论了暗孤子传输特性。     

光纤孤子传输的量子处理

用量子力学方法处理光纤孤子的传输问题。用类Kerr介质的微观模型及色散关系,导出了含修正项的量子非线性薛定谔方程;求出其微扰解并且研究了修正项对压缩的影响。结果表明:三阶色散对压缩无影响,而立方导数项则使压缩变浅。 关键词：     

电磁波在有缺陷介质中的传播特性

本文以麦克斯韦方程组为基础研究了电磁波在具有缺陷的材料中的传播特性.采用时域有限差分法数值计算了电磁波在具有表面和亚表面缺陷的材料内部传递时电场强度的空间分布.计算结果表明,材料表面、亚表面缺陷扰乱了瞬态电场的均匀分布,导致材料内部某些位置的电场强度成倍增大,从而成为材料热学、力学性质变化的"诱点".文中利用光学知识讨论了缺陷对电磁波调制作用的物理本质.     

以高斯光束为背景的暗空间光孤子的研究

本文以数值计算的手段描述了以高斯光束为背景的暗空间光孤子的形态,研究了以高斯光束为背景的黑孤子的稳定性,进而讨论了以高斯光束为背景的两个暗空间光孤子的碰撞．