采用瑞利近似方法，数值模拟了纳米尺度的电介质粒子在一维艾里(Airy)光束作用下的光学散射力、梯度力，分析了小球所受的光学散射力和梯度力与小球半径、折射率的关系。同时，还数值模拟了小球在艾里光束中的运动轨迹，讨论了小球半径、折射率以及环境粘滞系数对小球轨迹的影响。结果表明光学散射力和梯度力随着小球半径和折射率的增大而增大。小球在光学梯度力的作用下，被牵引到光强极大值处，沿着抛物线做振荡运动，并最终收敛于抛物线型结构。小球的半径、折射率越小，以及环境的粘滞系数越大，小球轨迹的振荡越弱，收敛速度越快。
激光光学 光学微操控 瑞利近似 捕获和输运 梯度力和散射力 艾里光束 光学学报
2011, 31(s1): s100405
1 南开大学物理科学学院, 天津 300071
2 南开大学泰达应用物理学院弱光非线性光子学教育部重点实验室, 天津 300457
采用Weniger变换法消除了Lax级数场的发散性，获得收敛的Weniger变换场(WTF)。通过与严格满足麦克斯韦方程组的数值电磁场相比较，比较了不同聚焦尺寸下Weniger变换场和复源点球面波场(CSPSWF)的准确性。计算结果表明，当光束聚焦半径大于2.23倍波长时，两者是一致的，而当光束聚焦到更小尺寸时，Weniger变换场更为准确。
衍射光学 非傍轴高斯光束电磁场 Weniger变换 麦克斯韦方程组 激光与光电子学进展
2011, 48(3): 032601
南开大学物理科学学院光子学中心,天津,300071
通过将非线性光学厚介质进行切片,对厚介质的非线性吸收进行了理论分析,所得解析结果同样适用于强的非线性区域.对近场情况进行了系统和全面的分析,获得了对于光限制器设计以及Z-Scan理论分析和实验有价值的结果.
非线性吸收 厚非线性介质 光限制 nonlinear absorption Z-Scan Z-Scan thick nonlinear media optical limiting
南开大学物理科学学院光子学中心,天津,300071
利用变分法对具有五阶光学非线性介质的Z扫描特性进行了研究。通过比较,发现当介质在具有较大的五阶非线性系数或较大光强的情况下,五阶非线性项的作用是不可忽略的。这对光限制器的设计和Z扫描实验都具有一定的指导意义。
非线性光学 Z扫描 五阶非线性 变分法
南开大学物理科学学院光子学中心, 天津 300071
利用级数展开的方法,对薄介质的Z扫描理论进行了分析,并对于通常所采用的级数展开和菲涅耳衍射分析方法进行了讨论,证明了在分析利用高斯光束对薄介质进行Z扫描测量时,即使对于大的非线性相移,高斯分解方法和菲涅耳衍射积分方法仍具有等效性,澄清了人们认识上的一些误解。同时分析了远场小孔的归一化透射率与积分限的关系,并对采用高斯分解方法时级数求和的振荡原因进行了分析和讨论,给出了消除振荡所需的最小求和数的判据。针对高斯分解方法和菲涅耳衍射积分方法的使用场合,也进行了讨论。根据所得结论,可以在具体的实验和理论分析中,正确地选择更高效的分析方法。
非线性光学 Z扫描 归一化透射率 高斯分解 菲涅耳衍射
