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1997年,Snyder和Mitchell提出了空间非局域效应的概念。所谓非局域介质,即空间某点的非线性折射率不仅与该点的光强有关,而且还与该点附近的光强有关。光束在强非局域非线性介质中传输时会产生很多与局域介质完全不同的性质。在过去的研究中,由于传输方程在数学上的复杂性,一般只能针对特定光束进行方程求解,很难得到对各种光束形式普遍适用的解析解。本文主要是针对在强非局域非线性介质中光束形状大小均发生变化的传输问题。基于模式分解方法以及自由空间中的传输解和强非局域非线性介质中的传输解之间的转换关系,得到了功率变化后的对应光束的解析解,探究了功率波动导致光束传输特性变化的普遍适用规律。此外,本文还研究了椭圆响应强非局域非线性介质中的单环-双极模式转换效应。 本文共分五章,主要内容如下: 第一章:简要介绍了非线性光学、非局域非线性的基本概念和分类以及非局域光束传输研究情况。 第二章:强非局域非线性介质中光束传输的基本理论,简要介绍了非线性薛定谔方程,以及Snyder-Mitchell线性模型。 第三章:基于模式分解方法,分析了强非局域非线性介质中功率波动诱导的三维非均匀缩放效应。结果表明,当功率变化后,同样光斑(亦即同样邻模相位差)出现的位置将发生变化,即发生纵向缩放。功率变化前后的光斑形状有一一对应关系,但两种情况下相同形状的光斑大小也会发生变化,即发生横向的缩放。功率波动诱导的三维非均匀缩放效应可用一个简单的数学公式进行归纳,利用这一公式可方便地由功率变化前的任意光束解得到功率变化后的对应光束解。 第四章:基于模式分解方法,得到了单环形输入光场传输的解析解,并详细分析了光传输过程中单环-双极模式转换效应的形成机理。一般情况下,单环光束是椭圆的,双极光束是扭曲的厄米高斯光束。在两种特定情况下,则发生的是标准的(0,1)模拉盖尔-高斯光束与标准的(0,1)模厄米-高斯光束之间的变换。 第五章:总结。