匹配高斯光束在双光子光折变介质中的自偏转

为了研究有外加电场的双光子光折变介质中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性,采用数值模拟的方法,给出了匹配高斯光束在晶体中的动态演化及自偏转图形。结果表明,对于给定的与双光子光折变介质参量匹配的高斯光束,在介质中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的光束中心将发生自偏转;随着外加电场的增加,高斯光束的自偏转程度增加,当外加电场达到一定强度后,高斯光束的自偏转程度随着外加电场的增加反而减小;高斯光束的自偏转程度随着入射光强的变化关系与外加电场的情况相似。     

艾里-高斯光束在高斯型PT对称介质中的传输与控制

以非线性薛定谔方程为理论模型,研究了艾里-高斯光束在高斯型PT(Parity-time)对称介质中的传输与控制。详细分析了高斯型PT对称介质的特征参数(调制深度P、调制因子ω、增益/损耗系数W₀)和艾里-高斯光束的特征参数(截断系数a、分布因子χ₀)对艾里-高斯光束的传输特性的影响。结果表明：在高斯型PT对称介质中,艾里-高斯光束可以形成振荡孤子,且可稳定传输。孤子的峰值强度随P、W₀、a的增大而增大,随ω的增大而减小;振荡周期随P和ω的增大而减小,随W₀的增大而增大。当χ₀增大时,在0<χ₀<0.55范围内,孤子的峰值强度变化不明显;当χ₀>0.55时,孤子的峰值强度迅速减小。该研究结果可为孤子在复杂非均匀介质中的传输及全光控制方面的应用提供理论基础。     

艾里高斯涡旋光束正负交变介质中的光波演变

利用光学传输矩阵,结合广义惠更斯-菲涅耳光学衍射公式,研究了艾里高斯涡旋光束在正负折射率交替变化周期平板介质中传输时,其输出横截面光强分布规律和侧面传输光强的演变图景。结论显示:当右手材料折射率nr和双负材料折射率nl绝对值正好相等,并且右手单元长度R:双负单元长度L=1:1时,可以实现输出面光强的完美还原;当双负材料折射率绝对值abs（nl）nr,但R=L时,两类周期介质输出表面的光束质量都很差,此时,若要实现输出光强的完美还原,较大的abs（nl）需要较长的双负单元长度L来进行补偿,反之则反;进一步探究了准周期平板介质中双负材料单元长度和负折射率的定量关系。期望相关结论可以对含特异材质周期和准周期结构中艾里高斯涡旋光束的调控和通信传输提供重要的参考价值。     

匹配高斯光束在中心对称光折变晶体中的自偏转

通过数值模拟的方法,研究了有外加电场的中心对称光折变晶体中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性.结果表明,对于给定的与中心对称光折变晶体参量匹配的高斯光束,在晶体中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的中心将发生自偏转.随着入射光强的增加,高斯光束中心的自偏转程度先增加后减小,转折处的入射光强度对应于最窄...     

光束自陷形成的光折变空间孤子

介绍光折变空间孤子形成的物理机制,阐述了形成不同类型光折变空间孤子的条件和实验发展状况.     

光折变空间光孤子

回顾了光折变孤子的相关研究及最新进展,描述了光折变孤子的形成及特性,分析了光折变孤子形成的理论机理,展示了光折变孤子的相互作用,说明了光折变孤子的应用价值及缺陷.     

光折变空间孤子

光折变空间孤子空间中的光孤子（空间孤子）具有波粒两象性。当光以完全衍射补偿方式与传播介质相互作用时，便形成空间孤子，由此导致光束自陷获。由于在有光存在情况下，要求介质改变其特性，因此需有很强的光和物质相互作用，即材料必须具有光学非线性。至今发现的所有...     

强非局域介质中的厄米-椭圆高斯空间光孤子

研究了傍轴厄米-椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性.依据强非局域介质响应函数特征宽度远大于光束束宽,对非局域非线性薛定谔方程进行了近似简化,得到了介质响应函数为椭圆对称情形下的强非局域模型.在此基础上利用分离变量法得到了厄米-椭圆高斯空间光孤子解析解及其形成的条件.进一步研究发现,随着厄米-椭圆高斯空间光孤子阶数的增大,光束束宽增大,介质的非局域程度相对减弱;要获得高阶椭圆高斯空间光孤子,必须提高非局域介质的非局域程度.最低阶的厄米-椭圆高斯空间光孤子就是椭圆高斯空间光孤子.     

双光子光折变介质中屏蔽光伏空间孤子

为了得到更完善的双光子屏蔽光伏孤子理论,采用光束的空间宽度不是远小于晶体宽度的条件,对有偏压的双光子光伏光折变介质中空间光孤子理论进行了修正,得出了明孤子和暗孤子数值积分解。结果表明,双光子屏蔽光伏孤子源于对外加电场的非均匀空间屏蔽和光伏效应,不同于起源于对外电场非均匀屏蔽的屏蔽孤子和起源于光伏效应的光伏孤子。当光伏效应被忽略时,屏蔽光伏孤子退化成屏蔽孤子,空间电荷场就是屏蔽孤子的空间电荷场;当外加电场为0时,屏蔽光伏孤子退化成开路或闭路的光伏孤子,空间电荷场就是晶体中的光伏场。     

含负折射率平板介质中艾里高斯光束的传输特性

基于光学传输矩阵,结合柯林斯光学衍射公式,研究了艾里高斯光束在无损和有损含负折射率平板介质中传输时,其侧面光强分布图景演化特征。结果表明,当右手材料和双负材料折射率值恰好相反,并且左、右两侧右手单元长度之和等于双负单元长度时,可以实现输出面光强的完美还原;当双负材料折射率绝对值增大时,实现光强还原所需中间双负单元长度也越长,反之,绝对值减小时,长度越短;对于有损介质,电、磁振荡因子越小,输出光波性能越良好。进一步探究了ζ因子和指数截断因子a对这类光波传输特性的影响,其中,ζ因子不会影响艾里高斯光束的固有性质,但ζ越小,自弯曲特性越明显,并且主、旁瓣的径向尺寸都随ζ的减小而成倍减小;a因子可以调控光波的传输轮廓,使其在a<0.2时为艾里光束,而当a逐渐增大到0.7时,光波的外形轮廓已和高斯光束无异。     

光伏光折变晶体中的高斯光束孤波演化特性调节

研究了负载电阻对高斯光束在加偏压的光伏光折变晶体中演化特性的影响.首先基于光折变效应动力学方程,推导了加负载电阻的光伏光折变昌体的光波演化方程,并给出稳态屏蔽光伏孤子解.然后,利用数值方法进行研究.已知,给定一块光伏光折变晶体,在提供合适的外电场后,它便能够支持一种稳定的屏蔽光伏孤子.当一高斯光束与同参数下的晶体相匹配时,该光束在晶体中也能演化成屏蔽光伏明孤子.当入射光束与同参数下晶体支持的孤子波形状偏离较大时,则不能演化为稳定的明孤子波.由于外加电场的强度对高斯光束在光伏光折变晶体中的演化特性有显著的影响,则提出改变负载电阻值来调节外电场,研究对高斯光束演化特性的调节.结果表明,通过对负载电阻值的控制,可以调节高斯光束的演化特性,使在晶体中传播不稳定的高斯光束演化趋于稳定的明孤子波.(PA1)     

光折变空间光孤子的研究进展

对光折变空间光孤子的物理机理及研究进展进行了概括介绍,并对它们的应用前景进行了展望。     

线性势作用下艾里-高斯光束的周期演化

以分数薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶法进行数值模拟,研究了线性势作用对艾里-高斯光束的传输特性和两光束相互作用的影响。结果表明,艾里-高斯光束在无线性势作用时会分裂成两束,有线性势作用时分裂现象逐渐消失,光束传输呈现周期演化,且主瓣能量和旁瓣能量几乎不随传输距离的增加而改变。该周期演化在参数改变时会有不同的表现,据此可调节光束的周期演化过程。线性系数主要影响演化周期,而且它的符号可以控制光束的偏转方向和分布空间;莱维系数则会改变光束的横向振荡幅度,同时光束偏转角度会发生变化,光束的演化路径由近似折线变为曲线。在满足一定的相位条件下,相互作用的两光束的能量会发生周期性互换,随着莱维系数的增大,这种周期性互换现象会消失。这些结果为光束在光开关和光学逻辑器件中的应用以及光束的调节提供了理论参考。     

双光子光折变介质中Manakov屏蔽孤子的温度特性

为了研究双光子光折变介质中Manakov屏蔽孤子的温度特性,采用数值模拟的方法,得到了Manakov屏蔽孤子的强度包络,并分析了亮-暗Manakov屏蔽孤子对动态演化的温度特性。结果表明,亮-亮Manakov屏蔽孤子对的强度包络随着晶体温度的升高,其两孤子成分的峰值光强都逐渐减小,而其半峰全宽逐渐增加;暗-暗和亮-暗Manakov屏蔽孤子对具有类似的温度特性。说明通过改变晶体温度可以调控孤子的空间形态。     

双光子光折变材料中的刚性光伏孤子

为了研究不同参量对双光子光折变材料中的刚性光伏空间孤子的影响,推导出了刚性光伏空间孤子的演化方程,根据实际的物理条件,采取一定的数学近似,对演化方程进行化简,从而得出演化方程的亮暗孤子的解析解,并讨论了不同参量,如光伏电场强度、背景暗辐射光强度、启动光强度、吸收系数和光波长对孤子的影响。结果表明,除了光伏电场强度,亮孤子的宽度随其增加而减小之外,亮孤子的宽度都随其它参量的增加而变大,只是变大趋势的速度不同。研究结果可为空间光孤子理论发展提供理论依据。     

光折变晶体中的光生伏打灰空间孤子

在自散焦介质中，平面波的传播对小的调制扰动是绝对稳定的，暗空间孤子正是作为平面波背景上的一种局域暗迹而存在的。基于这种调制稳定性，给出了由光生伏打自散焦非线性支持的一维灰空间孤子的演化方程，并在光生伏打光折变LiNbO3：Fe晶体中给出了它的静态解。数值研究了这种灰空间孤子的诸多性质：例如在不同的孤子灰度下的孤子轮廓和它的相位分布；光生伏打灰孤子的归一化横向传播速度和归一化半峰全宽随归一化的背景光强和孤子灰度的变化等。所有这些性质都可以通过调节孤子波两侧的相位差加以控制，并详细地比较了光生伏打灰孤子和屏蔽灰孤子之间的异同。     

边界条件对高斯光束中暗空间光孤子的影响

概述了暗空间光孤子的基本理论，用数值计算的方法分析了不同边界条件对高斯光束中暗空间光孤子的影响     

厄米-高斯光束在饱和非线性介质中的传输特性

为了研究厄米-高斯光束在光折变饱和非线性介质中的传输特性,采用有限差分方法数值求解了光波演化方程,理论分析了厄米-高斯光束的传输特性。结果表明,1维1阶、2阶和3阶厄米-高斯光束在光折变非线性介质中传输时,在合适的非线性条件下,均可以形成呼吸模式的孤子;随着非线性的加大,厄米-高斯光束的光场分量之间的相互分离趋势将逐渐变弱,同时,每个光场分量的振幅起伏效应会更加明显;改变厄米-高斯光束的入射位置、入射角度对其传输特性没有影响;2维厄米-高斯光束的传输特性和1维情况是类似的。厄米-高斯光束的这些特性在光开关领域有一定的应用前景。     

势函数分析高斯光束在克尔介质中的传输

从标准的非线性薛定谔方程出发,导出了光束宽度参量所满足的方程,并用物理上较为直观简洁的势函数分析方法研究了一维高斯光束在克尔介质中的传输行为,得到了光束可能的3种传输行为,较为成功地说明了数值计算的结果所预测的基本特征。