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强非局域空间光孤子及其相互作用的研究

许超彬  
【摘要】:光束在非局域非线性介质中的传输满足非局域非线性薛定鄂方程(NNLSE)。本论文研究了在强非局域克尔介质中高斯光束及其相互作用的演化规律。 本论文共分四章,主要类容如下: 第一章,介绍了近几年来关于非局域介质中光束传输理论的研究进展。 第二章,讨论了偏离束腰入射的高斯光束在非局域非线性介质中的传输特性,得到了精确的解析解。结果表明,在聚焦介质中偏离束腰入射时,不论入射功率多大,光束束宽将发生周期性波动,光孤子不复存在。比较了在入射位置相同的条件下,聚焦介质、散焦介质和线性均匀介质中光束的演化。首次给出了“空间啁啾”的定义,偏离束腰入射的物理本质是光束的不同入射位置对应不同的初始空间啁啾。 第三章,利用线性叠加原理,巧妙地构造出强非局域介质中对称结构下双光束相互作用问题的精确解析解。对于平行入射具有任意振幅比的光束对,通过合适的坐标变换,我们仍然利用Snyder-Mitchell模型获得了其相互作用的解析解。 第四章,对NNLSE进行数值模拟,得到了双高斯光束共同传输的数值解。数值解与解析解的比较说明我们利用Snyder-Mitchell模型所得到的解析解能够很好的描述双高斯光束在强非局域克尔介质中的传输。 本论文的主要贡献是:发现了在非局域聚焦介质中偏离束腰入射时,不论入射功率多大光孤子不复存在,并给出了偏离束腰入射的物理本质是光束的不同入射位置对应不同的初始空间啁啾。利用Snyder-Mitchell模型构造出了不共面对称斜入射双光束相互作用的解析解。通过坐标变换的方法,利用Snyder-Mitchell模型巧妙的得到了非对称结构中双光束相互作用的解析解。


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