论文部分内容阅读
自加速光束是近年来研究的热点,它具有横向自加速、无衍射和自愈的特点,目前研究范围已经遍及医学、军事、激光加工等领域。艾丽光束作为一种典型的自加速光束目前已经受到了广泛的研究。通过将艾丽光束、高斯光束、和涡旋光束的结合,我们得到了两种新的自加速光束,即艾丽高斯光束和艾丽高斯涡旋光束。本文主要对这两种光束进行研究,我们的研究内容包括: 1艾丽高斯光束在线性和局域非线性介质中的传输特性 与艾丽光束相比,艾丽高斯光束的能量更具有有限性,在实验上也更容易实现。通过求解艾丽高斯光束的传输方程,我们发现,当艾丽高斯光束在自由空间中传播时,艾丽高斯光束的自加速效应、无衍射效应随着光束分布因子x0的增加而变弱。通过运用动量法,我们发现艾丽高斯光束的临界崩塌功率随着分布因子)x0的增加而减小。通过运用分步傅里叶变换,我们发现,当艾丽高斯光束在克尔介质中传播时,随着输入功率的逐渐增加,艾丽高斯光束的能量由于克尔效应逐渐发生汇聚。当输入功率足够高时,会形成类呼吸子效应。但是,由于能量的分裂,类呼吸子的第一个周期和后面的周期长度不相等。随着)x0的增加,类呼吸子的周期变短,能量分裂效应也越来越弱。 2艾丽高斯涡旋光束在线性和局域非线性介质中的传输特性 与艾丽高斯光束相比,艾丽高斯涡旋光束由于涡旋的存在而有光强和相位奇点。光强奇点使得艾丽高斯光束的完整性遭到破坏,因此,不论在自由空间还是克尔介质中,当艾丽高斯涡旋光束进行传播时,首先会进行光束自愈。通过求解艾丽高斯涡旋光束在自由空间中的传播方程,我们发现,在自由空间中,不论是一阶艾丽高斯涡旋光束还是二阶艾丽高斯涡旋光束,他们的传播过程都可以分为三个阶段,分别是:光束自愈、主瓣汇聚和光束发散。在这个过程中,随着x0的增加,光束自愈的距离越来越短。通过动量法,我们发现艾丽高斯涡旋光束的临界崩塌功率随着x0的增加而减小,随着涡旋阶数的增加而增加;通过分步傅里叶变化,我们发下,在克尔介质中,一阶和二阶艾丽高斯涡旋光束的传播过程同样也可以分成三个阶段:光束自愈、主瓣汇聚和光束聚焦。在这个过程中,随着x0的增加,光束的自愈距离变短,同时,光束的聚焦向中心偏移。