基于PT对称结构的非均匀介质中Airy光束传输稳定性研究

发布时间：2023-02-12 10:30

　　近年来,有限能量Airy光束因为其自愈特性吸引了广泛的研究关注,即使在强干扰的情况下,也能恢复自身多峰不对称结构以及按抛物线轨迹运动的特性。同时,光束在宇称(Parity)-时间(Time)对称(简称PT对称)系统中传输时产生一系列新奇现象相继被发现。PT对称系统内部折射率调制、增益损耗因素能够与衍射效应导致的光束扩散来抗衡,形成长距离传输的光束,改善光的传输性能。因此本文将探索利用PT对称结构分解非均匀介质传输特性,通过PT对称结构的含增益损耗项的无量纲薛定谔方程,研究基于PT对称结构的非均匀介质中Airy光束传输稳定性。具体内容如下:首先,在单频正余弦PT对称结构介质通过叠加能构成更为复杂周期非均匀介质的分析基础上,利用普通正余弦和具有双对称点的双指数PT对称两种周期结构的介质,发现Airy光束在介质中不同调制参数和深度下的稳定传输情况。当PT介质系统发生破缺时,Airy光束几乎完全被捕获,对称点附近被捕获的光束能量以指数爆炸形式增长。当PT介质系统不发生破缺时,捕获的光束呈现周期束缚振荡状态传输。当选取适当范围的调制深度值时,仍有部分Airy光束保有Airy波包形状继续进行传输,...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 Airy光束的研究状况和进展
    1.3 Airy光束的稳定性传输情况
    1.4 PT对称介质研究进展
        1.4.1 PT对称概念
        1.4.2 量子力学中PT对称的研究进展
        1.4.3 光学中PT对称的研究进展
    1.5 论文研究内容和组织结构
第2章 PT对称介质中Airy光束传输的理论基础
    2.1 引言
    2.2 Airy光束特性及产生方法
    2.3 光束在PT对称结构介质中的理论模型及方法
        2.3.1 非均匀PT对称结构介质的特征
        2.3.2 PT对称结构介质中光束的传输方程
        2.3.3 数值模拟方法
    2.4 基于PT对称介质的非均匀讨论
    2.5 小结
第3章 周期PT对称结构介质中Airy光束的传输演化
    3.1 引言
    3.2 Airy光束在普通正余弦PT对称结构介质的传输演化情况
    3.3 Airy光束在双指数周期结构PT对称介质的传输演化情况
        3.3.1 Airy光束位于-π/2势垒处的传输情况
        3.3.2 Airy光束位于+π/2势陷处的传输情况
    3.4 小结
第4章 高斯PT对称结构介质中Airy光束稳定性研究
    4.1 引言
    4.2 调制因子对Airy光束传输稳定性的研究
        4.2.1 不同调制因子下的Airy光束传输情况
        4.2.2 调制因子对Airy光束主瓣的稳定性研究
    4.3 调制深度对Airy光束传输稳定性研究
        4.3.1 不同调制深度下的Airy光束传输情况
        4.3.2 调制深度对Airy光束的主瓣稳定性研究
    4.4 截断系数对Airy光束稳定性传输距离的影响
    4.5 小结
结论
参考文献
致谢
附录 A (攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录)
附录 B 攻读硕士期间参与的科研项目



本文编号：3740935