指数响应的强非局域介质中正交偏振双厄米高斯光束传输特性

运用变分法研究了具有e指数响应的强非局域介质中两束正交偏振、中心重合的厄米高斯光束的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和一个临界功率Pc。当两光束以临界功率入射时,可以形成厄米高斯型空间光孤子;当两光束以总功率2Pc入射,但两光束入射功率不相等时,两光束可以形成厄米高斯型呼吸子。通过数值模拟研究发现,低阶光束时,可以得到近似孤子解;当光束阶数大于3阶时,则得不到孤子解。比较变分解与数值解,结果表明在光束阶数小于3阶时,变分解较好的反映了具有e指数响应的强非局域介质中两束正交偏振、中心重合的厄米高斯光束的传输特性。     

光电晶体中光折变空间孤子传输的数值模拟

给出了描述光折变光电晶体中空间孤子的非线性薛定鄂方程,利用分步傅里叶变换法研究了光电晶体的光折变空间孤子的传输特性.数值模拟结果表明:在忽略光电晶体的克尔效应时,晶体中传输的光束失去了空间孤子的传输特性;在考虑晶体的克尔效应可以与外调制光强度相比拟时,随着外加光强的增加,空间孤子的形状可能发生变形,甚至失去其传输的稳定性;在考虑晶体克尔效应非常强时,空间孤子可以在光电晶体中稳定地、不变形的传输,具有理想信息载体的传输特性.     

离轴多涡旋-高斯光束在负折射率介质中的传输特性

不同涡旋个数和拓扑荷的多涡旋-高斯光束具有不同光强和相位分布。当涡旋个数增大时,涡旋奇点个数增加,统计束宽也增大。利用分步傅里叶法数值模拟了多涡旋-高斯光束在负折射率非局域介质中的传输,发现涡旋点关于原点不对称或各涡旋点的拓扑荷不相等都可以改变孤子的传输方向,因此通过改变涡旋点位置和拓扑荷数可以实现光束传输方向的控制。若涡旋点虚部的符号发生改变,孤子的旋转方向也发生改变。此外,孤子的临界功率和轨道角动量都会随着拓扑荷的增加而增大。因此,可以通过涡旋点位置﹑涡旋点个数和拓扑荷的方式对光束信息进行编码,使光束在介质中传输时携带更多容量的信息。     

光孤子系统的传输与控制技术

介绍了光孤子传输用的基本部件，分析了光纤孤子通信传输和控制技术的研究进展，指出了现阶段有待解决的问题，最后展望了光孤子通信发展前景。     

光学格子中孤子的相互作用

利用解析和数值方法,对具有横向折射率周期性调制的克尔型非线性介质中光学格子中孤子的相互作用进行了研究,得到孤子相互作用的演化方程及控制格子孤子相互作用的传输条件,考查了介质参数与光束参数对孤子相互作用的影响.结果表明:调制周期和调制深度的变化影响了格子孤子相互作用的周期大小,而相对振幅的差异对孤子相互作用的周期影响较小,特别是反相孤子(初始相位差θ为π)能够有效控制格子孤子的相互作用.     

光孤子研究的新进展

简要介绍了时间光孤子和空间光孤子的研究现状,侧重介绍了亮空间光孤子和暗空间光孤子的最新研究进展,最后分析了光孤子研究的未来发展方向。     

非局域非线性中奇异空间光孤子传输特性研究

基于非局域非线性介质中空间光孤子的理论模型,采用分部傅里叶算法,我们研究了空间孤子在二维非局域非线性介质中的传输特性及其稳定性。结果表明,在该介质中存在Laguerre-Gauss（拉盖尔-高斯）型的空间孤子;孤子的传输特性受非局域介质的调制系数、调制深度,以及光束的初始条件等调控,并且传输距离的越大,影响越显著。本文的结果对完善和充实空间孤子理论体系有重要意义。     

弱湍流大气中部分相干涡旋光束的轨道角动量特性

根据轨道角动量谱理论,推导了部分相干拉盖尔-高斯光束轨道角动量态的功率表达式。分析了相干长度、束宽对轨道角动量的影响,讨论了弱湍流大气中部分相干-拉盖尔高斯光束轨道角动量特性。结果表明:部分相干拉盖尔-高斯光束在相干长度与束腰半径比值固定的情况下,其初始轨道角动量态相对功率不会随着束腰半径的改变而变化。在部分相干拉盖尔-高斯光束初始相干长度与束腰半径取值大小相同的情况下,随着束腰半径的增大,光束在弱湍流大气中传输1 km处的初始轨道角动量态相对功率减小。     

高斯光束在对数型非线性介质中的传输特性

根据对数型非线性介质中高斯光束的束宽和波阵面曲率变化所满足的耦合方程,采用数值计算对高斯光束的传输特性进行了详细的分析。结合相图分析了高斯光束在不同初始条件下束宽与波阵面的变化情况。利用力学类比,讨论了高斯光束在传输过程中形成的对称呼吸模式与不对称呼吸模式的空间孤子。     

基于超短激光脉冲的太赫兹辐射特性研究

光学空间孤子是一种自陷光束，它起源于光学非线性平衡光的衍射效应。Chiao等在1964年首次从理论上发现了Kerr型光学空间孤子。Shi和Barthelemy分别在1990和1992年指出，光学空间孤子在全光开关方面具有潜在的重要应用。本文介绍我们在光学空间孤子方面的代表性系列研究工作。我们首次从实验中发现一种新的全光准稳态空间孤子。这种孤子的形成具有全光开关效应。我们从理论上指出控制光束诱导的宏观电场在孤子的形成过程中起着关键的作用，发现这种孤子是一维的而且是光强依赖的而不是前人所说的是两维的而且是光强无关的，在一定条件下还可出现双准稳态，对此我们给出理论解释。     

闭路光伏明空间光孤子的自偏转特性

利用微扰方法,通过考虑扩散效应的影响,分析了闭路光伏光折变晶体中的光伏明空间光孤子的自偏转特性。结果表明,光伏明孤子的中心沿着一条抛物线轨迹偏转,中央空间频率分量随传播距离线性移动。无论是空间位移还是偏向角都正比于分别同漂移效应和光伏效应相关的两个无量纲量的积。闭路光伏明孤子具有同屏蔽明孤子相类似的自偏转特征。     

非局域空间光孤子的理论研究进展(2)--强非局域篇

本系列论文对非局域空间光孤子的理论研究进展进行了综述。强非局域篇讨论在强非局域程度条件下空间光孤子的传输特性。     

非局域空间光孤子的理论研究进展(1)-弱非局域篇

本系列论文对非局域空间光孤子的理论研究进展进行了综述。弱非局域篇讨论在弱非局域程度条件下空间光孤子的传输特性。     

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.     

扩散对非相干耦合屏蔽光伏亮孤子之间相互作用的影响

为了得到扩散效应对非相干耦合屏蔽光伏亮-亮孤子对相互作用的影响的结果,将两束互不相干的光束做为入射波,采用数值方法求解有扩散的波传播方程.结果表明,当两孤子中心间距适当的条件下,非相干屏蔽光伏亮孤子对之间发生相互吸引和缠绕现象;如果两孤子间距过大或过小时,孤子之间没有相互作用.扩散效应使两孤子光束整体向同一方向偏转.     

涡旋光束制备及其在惯性测量领域的研究进展（特邀）

涡旋光束是一种携带轨道角动量且具有螺旋波振面的新型结构光场。自1992年Allen等首次证明了近轴条件下带有螺旋相位因子的光场具有轨道角动量以来,涡旋光束因其在光操控、光通信、光学测量和遥感等领域中的广泛应用而备受关注,特别是近年来涡旋光束在惯性测量领域的应用吸引了诸多学者的研究兴趣。文中主要涉及三个方面的内容:涡旋光束制备方法研究进展;涡旋光束在惯性测量领域中的关键应用,具体为基于涡旋光的旋转多普勒效应和量子陀螺;最后还就惯性测量对涡旋光束制备提出的新要求进行了讨论。     

光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用研究

为了得到两个或多个光折变屏蔽光伏亮孤子之间相互作用结果,采用数值方法分析了两个或多个屏蔽光伏亮孤子之间的相互作用。两同相孤子作用时表现为相互吸引,并伴有融合现象,且孤子融合发生时的作用距离随着孤子初始间距的增大而增大;两反向孤子相互排斥,且排斥作用随孤子初始间距的减小而增强;当两孤子的相位差位于区间(0,π)和(-π,0)中时,其相互作用过程中伴有能量的转移,两区间中能量转移方向相反。多个同向孤子相互作用时,不同于两个孤子周期的融合和分开,而是在整体吸引过程中发生孤子的逐步融合作用。当中间孤子与两边孤子的相位差是π/2时,多个孤子之间存在能量转换。而邻近相互反相的多个孤子相互作用时,能保持很好的稳定性传播。结果表明,这种相对相位控制下的两孤子问相互作用的变化有望用于光开关器件。多个孤子作用结果对形成孤子阵列及阵列波导具有指导意义。     

双光子光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用研究

为了得到双光子光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用的结果,采用数值模拟方法,对外加电场的双光子光伏光折变介质中屏蔽光伏亮孤子的相互作用进行了理论研究,结果表明:同相位的两孤子相互吸引,并伴有融合现象,且发生融合时的作用距离随孤子初始间距的增大而增大;相位相反的两孤子相互排斥,排斥作用随孤子初始间距的减小而增强;当两孤子的相位差位于区间(0,π)和(π,2π)中时,其作用过程中伴有能量的转移,两区间中能量转移方向相反.在扩散效应影响下,同相位两孤子的相互作用不再是原来的融合,而是趋于分离,且光束之间存在能量耦合;相位相反的两孤子的相互作用不再是相互排斥,而是既互相排斥,同时又向同侧偏转.     

横向非周期性调制Kerr介质中的空间光孤子

数值方法研究了横向非周期调制Kerr介质中所支持的空间光孤子。数值模拟结果显示研究模型存在三种类型空间光孤子：低功率下的双峰孤子、高功率下的基本孤子和稳定传输的双极孤子。应用线性稳定性分析方法研究了三种类型空间光孤子的稳定传输的稳定谱,总结出三种类型光孤子稳定传输的条件。