艾丽高斯和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研究

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sfyuya007
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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。
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