有限能量艾里光束在对数非线性介质中的传输特性研究
发布时间：2021-01-03 19:34
自Berry等人在量子力学理论的基础上推导出薛定谔方程具有一个不扩散特性、遵循艾里函数的波包解以来,对无衍射光束的研究成为了光学领域重要的研究课题之一。其中无衍射的艾里光束理论上携带无限能量,在现实中是无法实现与应用的。直至2007年发现通过添加衰减系数可以得到有限能量艾里光束解,并在实验中得到了有限能量的艾里光束。近几年,艾里光束因其无衍射、自恢复、横向自加速等性质受到极大关注。而艾里光束在各种非线性介质中传输特性的研究也随之成为研究热点。本文利用分步傅里叶数值模拟的方法,研究了有限能量的艾里光束在对数非线性介质中的传输特性,主要内容与结果如下:1.从艾里光束基本理论、特性以及光束在对数非线性介质中的传输理论推导出发,对对数非线性介质中艾里光束的传输特性进行探究。由数值模拟的结果可得,在较低初始输入功率时,对数介质类似克尔介质不生成孤子光束,而在对数饱和非线性中形成孤子且受初始输入的影响小。同等条件下,对数介质中非线性作用产生的自聚焦效应弱于在克尔介质,色散效应导致孤子光束加宽明显。在对数饱和非线性介质中,孤子光束保留了部分艾里光束的自加速特性,孤子向加速方向偏移。另外,对数非线性介...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
归一化时间与传播距离的非线性函数的强度分布
图 1.2（a）孤子峰值时间随传播距离的位置变化（b）孤子峰值的位置与发射功率的的关系（c）孤子峰值相位振荡沿传播距离的变化[28]如图 1.2（a）所示的结果我们可以看到，出现孤子的位置也是取决于初始发射功率。图 1.2（b）展示的是中孤子峰值的位置与发射功率的的关系。对于 的低值，需要相当长的时间才能通过 SPM 积聚足够的能量用于孤子的形成和脱落。在此期间，艾里脉冲展现出加速特性并携带累积的能量到更晚的时候。对于较大的 R 值，艾里主瓣中有足够的能量用于孤子形成和早期脱落。1.3.2 艾里光束在饱和非线性介质中的传输特性研究艾里光束在非线性饱和介质中传输，分析均方根意义上艾里光束的演变，Chen P 等人在 2014 年做了相关的研究[31]。通过数值计算证明了艾里光束在饱和非线性介质中的塌陷光束的新颖特征。这些塌陷光束横向移动，是艾里光束的主要特性。然而，艾里光束的主瓣倾向于在相反的方向上移动以保护光束的质心。塌陷光束的位置和演变强烈依赖于初始输入功率，如图 1.3 所示[31]。无论其初始功率
图 1.2（b）展示的是中孤子峰值的位置与发射功率的的关系。对于的低值，需要相当长的时间才能通过 SPM 积聚足够的能量用于孤子的形成和脱落。在此期间，艾里脉冲展现出加速特性并携带累积的能量到更晚的时候。对于较大的 R 值，艾里主瓣中有足够的能量用于孤子形成和早期脱落。1.3.2 艾里光束在饱和非线性介质中的传输特性研究艾里光束在非线性饱和介质中传输，分析均方根意义上艾里光束的演变，ChenP 等人在 2014 年做了相关的研究[31]。通过数值计算证明了艾里光束在饱和非线性介质中的塌陷光束的新颖特征。这些塌陷光束横向移动，是艾里光束的主要特性。然而，艾里光束的主瓣倾向于在相反的方向上移动以保护光束的质心。塌陷光束的位置和演变强烈依赖于初始输入功率，如图 1.3 所示[31]。无论其初始功率如何变化，光束的峰值强度在饱和非线性介质中几乎以相同的强度振荡。这些结果对于控制非线性波的塌陷和多重细丝化非常有用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Interaction of Airy–Gaussian beams in saturable media[J]. 周美玲,彭玉莲,陈迟到,陈波,彭喜,邓冬梅. Chinese Physics B. 2016(08)
[2]二维艾里光束的自愈特性[J]. 杨斌,覃亚丽,刘鲜,任宏亮,薛林林. 激光与光电子学进展. 2016(07)
[3]在反常色散区艾里脉冲与光孤子相互作用规律的研究[J]. 朱坤占,贾维国,张魁,于宇,张俊萍,门克内木乐. 物理学报. 2016(02)
[4]艾里光束传输轨迹控制方法的研究进展[J]. 程振,楚兴春,赵尚弘,邓博于,张曦文. 激光与光电子学进展. 2015(06)
[5]艾里光束产生方法的研究进展[J]. 程振,赵尚弘,楚兴春,邓博于,张曦文. 激光与光电子学进展. 2015(03)
[6]艾里光束横向加速特性的实验研究[J]. 吴疆苗,林海笑,黄国金,任志君. 激光杂志. 2014(09)
[7]艾里光束自弯曲性质的控制[J]. 施瑶瑶,吴彤,刘友文,李艳,周融. 光子学报. 2013(12)
[8]艾里光束研究进展与应用前景[J]. 张泽,胡毅,赵娟莹,张鹏,陈志刚. 科学通报. 2013(34)
[9]多艾里光束合成自聚焦光束的实验实现[J]. 张泽,刘京郊,张鹏,倪培根,Prakash Jai,胡洋,姜东升,Christodoulides Demetrios N,陈志刚. 物理学报. 2013(03)
[10]对数型非线性电介质中的一维空间亮孤子[J]. 卫青,王奇. 光学学报. 2003(10)
本文编号：2955368
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
归一化时间与传播距离的非线性函数的强度分布
图 1.2（a）孤子峰值时间随传播距离的位置变化（b）孤子峰值的位置与发射功率的的关系（c）孤子峰值相位振荡沿传播距离的变化[28]如图 1.2（a）所示的结果我们可以看到，出现孤子的位置也是取决于初始发射功率。图 1.2（b）展示的是中孤子峰值的位置与发射功率的的关系。对于 的低值，需要相当长的时间才能通过 SPM 积聚足够的能量用于孤子的形成和脱落。在此期间，艾里脉冲展现出加速特性并携带累积的能量到更晚的时候。对于较大的 R 值，艾里主瓣中有足够的能量用于孤子形成和早期脱落。1.3.2 艾里光束在饱和非线性介质中的传输特性研究艾里光束在非线性饱和介质中传输，分析均方根意义上艾里光束的演变，Chen P 等人在 2014 年做了相关的研究[31]。通过数值计算证明了艾里光束在饱和非线性介质中的塌陷光束的新颖特征。这些塌陷光束横向移动，是艾里光束的主要特性。然而，艾里光束的主瓣倾向于在相反的方向上移动以保护光束的质心。塌陷光束的位置和演变强烈依赖于初始输入功率，如图 1.3 所示[31]。无论其初始功率
图 1.2（b）展示的是中孤子峰值的位置与发射功率的的关系。对于的低值，需要相当长的时间才能通过 SPM 积聚足够的能量用于孤子的形成和脱落。在此期间，艾里脉冲展现出加速特性并携带累积的能量到更晚的时候。对于较大的 R 值，艾里主瓣中有足够的能量用于孤子形成和早期脱落。1.3.2 艾里光束在饱和非线性介质中的传输特性研究艾里光束在非线性饱和介质中传输，分析均方根意义上艾里光束的演变，ChenP 等人在 2014 年做了相关的研究[31]。通过数值计算证明了艾里光束在饱和非线性介质中的塌陷光束的新颖特征。这些塌陷光束横向移动，是艾里光束的主要特性。然而，艾里光束的主瓣倾向于在相反的方向上移动以保护光束的质心。塌陷光束的位置和演变强烈依赖于初始输入功率，如图 1.3 所示[31]。无论其初始功率如何变化，光束的峰值强度在饱和非线性介质中几乎以相同的强度振荡。这些结果对于控制非线性波的塌陷和多重细丝化非常有用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Interaction of Airy–Gaussian beams in saturable media[J]. 周美玲,彭玉莲,陈迟到,陈波,彭喜,邓冬梅. Chinese Physics B. 2016(08)
[2]二维艾里光束的自愈特性[J]. 杨斌,覃亚丽,刘鲜,任宏亮,薛林林. 激光与光电子学进展. 2016(07)
[3]在反常色散区艾里脉冲与光孤子相互作用规律的研究[J]. 朱坤占,贾维国,张魁,于宇,张俊萍,门克内木乐. 物理学报. 2016(02)
[4]艾里光束传输轨迹控制方法的研究进展[J]. 程振,楚兴春,赵尚弘,邓博于,张曦文. 激光与光电子学进展. 2015(06)
[5]艾里光束产生方法的研究进展[J]. 程振,赵尚弘,楚兴春,邓博于,张曦文. 激光与光电子学进展. 2015(03)
[6]艾里光束横向加速特性的实验研究[J]. 吴疆苗,林海笑,黄国金,任志君. 激光杂志. 2014(09)
[7]艾里光束自弯曲性质的控制[J]. 施瑶瑶,吴彤,刘友文,李艳,周融. 光子学报. 2013(12)
[8]艾里光束研究进展与应用前景[J]. 张泽,胡毅,赵娟莹,张鹏,陈志刚. 科学通报. 2013(34)
[9]多艾里光束合成自聚焦光束的实验实现[J]. 张泽,刘京郊,张鹏,倪培根,Prakash Jai,胡洋,姜东升,Christodoulides Demetrios N,陈志刚. 物理学报. 2013(03)
[10]对数型非线性电介质中的一维空间亮孤子[J]. 卫青,王奇. 光学学报. 2003(10)
本文编号：2955368
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