湖南城市学院信息与电子工程学院,湖南 益阳 413000
以非线性薛定谔方程为理论模型,研究了艾里-高斯光束在高斯型PT(Parity-time)对称介质中的传输与控制。详细分析了高斯型PT对称介质的特征参数(调制深度 P、调制因子、增益/损耗系数W0)和艾里-高斯光束的特征参数(截断系数a、分布因子)对艾里-高斯光束的传输特性的影响。结果表明:在高斯型PT对称介质中,艾里-高斯光束可以形成振荡孤子,且可稳定传输。孤子的峰值强度随P、W0、a的增大而增大,随的增大而减小;振荡周期随P和的增大而减小,随W0的增大而增大。当增大时,在0<<0.55范围内,孤子的峰值强度变化不明显;当>0.55时,孤子的峰值强度迅速减小。该研究结果可为孤子在复杂非均匀介质中的传输及全光控制方面的应用提供理论基础。
非线性光学 艾里-高斯光束 宇称时间对称介质 复折射率 孤子传输 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1519001
1 湖南城市学院 信息与电子工程学院 全固态储能材料与器件湖南省重点实验室,湖南 益阳 413000
2 湖南大学 物理与微电子科学学院 微纳光电器件教育部重点实验室,湖南 长沙 410082
结合分步傅里叶方法和四阶Runge-Kutta积分法,研究了有限能量cosh-Airy脉冲在双零色散介质中的超连续谱产生与操控。首先,详细讨论了特征参数截断系数a、初始啁啾C和分布因子χ0对cosh-Airy脉冲在双零色散介质中的演化影响,并统计了a、C和χ0对超连续谱宽度的影响。然后,进一步研究了高阶非线性效应对cosh-Airy脉冲产生超连续谱的影响。结果表明:通过操控cosh-Airy脉冲的特征参数可以控制超连续谱的宽度;当存在高阶非线性效应时,超连续谱的平坦性会受到影响。研究结果为超连续谱的产生和操控以及宽带激光光源提供一些理论基础。
cosh-Airy脉冲 双零色散介质 超连续谱 操控 cosh-Airy pulse double-zero dispersion medium supercontinuum manipulation 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210618
红外与激光工程
2021, 50(11): 20210484
1 湖南城市学院 信息与电子工程学院 全固态储能材料与器件湖南省重点实验室,湖南 益阳413002
2 湖南大学 物理与微电子科学学院 微纳光电器件教育部重点实验室,湖南 长沙 410082
利用分步傅里叶方法,研究了PT对称介质中Airy光束的演化特性,并从截断系数、调制深度、调制宽度三个参数,研究了其对Airy光束所脱落出的孤子的传输特性的影响。研究结果发现:Airy光束在PT对称介质中传输时,在主峰位置处脱落出一个周期性变化的孤子并且孤子波形会产生一个横向位置的偏移;另外发现,截断系数a越小、调制深度P和调制因子w越大,Airy光束脱落出的孤子的峰均比越大,产生的光束干扰和光束畸变越大,阻碍光纤通信;调制深度P越小、调制因子w越大,Airy光束脱落出的孤子的峰值和峰均比出现了明显的跳跃,传输的稳定性减小,但是脱落出的孤子依然能够稳定地长距离传输。
Airy光束 PT对称 脱落孤子 演化 Airy beam PT symmetric shedding soliton evolution 红外与激光工程
2020, 49(S1): 20200165
1 湖南城市学院 信息与电子工程学院 全固态储能材料与器件湖南省重点实验室, 湖南 益阳413000
2 湖南大学 信息科学与工程学院 微纳光电器件教育部重点实验室, 湖南 长沙 410082)
3 湖南大学 信息科学与工程学院 微纳光电器件教育部重点实验室, 湖南 长沙 410082
利用分步傅里叶方法数值模拟研究了相同振幅的平行输入正反Airy光束在Kerr介质中脱落孤子的演化, 并进一步研究了高阶效应对脱落孤子的影响。研究结果发现: Kerr介质中正反Airy光束由于相互作用, 将产生类似于DNA结构的缠绕孤子, 通过调整初始输入的振幅和间距, 可以影响缠绕孤子的特性。另外发现: 当存在单个高阶效应(三阶色散, 拉曼, 自陡)或者同时存在多个高阶效应时, 缠绕孤子在时域和频域的演化会发生很大影响。研究结果可以为调控Airy光束产生的脱落孤子提供一些理论基础, 也可以为Airy光束在超连续谱产生和宽带光源方面提供潜在的应用前景。
Airy光束 高阶效应 脱落孤子 演化 Airy beam high-order effects shedding soliton evolution 红外与激光工程
2019, 48(4): 0406009
2湖南城市学院信息与电子工程学院, 湖南 益阳 413002
利用分步傅里叶方法,数值模拟了强非局域非线性介质中两种空间位置相反的Airy光束在不同振幅、截断系数和非局域程度条件下产生的脱落孤子演化。研究结果发现:当光束的振幅增大、截断系数减小和介质的非局域系数减小时,正Airy光束不但主峰能够产生脱落孤子,其旁瓣也能产生脱落孤子,从而导致孤子数目进一步增加。无论振幅、截断系数和非局域系数如何变化,反Airy光束只能在主峰处产生一个脱落孤子,其旁瓣都不能产生脱落孤子。通过调控Airy光束的振幅、截断系数和介质的非局域系数可控制脱落孤子的产生和数目。
非线性光学 Airy光束 强非局域 高非线性 演化 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 041902