1 天津理工大学理学院, 天津 300384
2 中国电子科技集团公司第十八研究所, 天津 300384
在平面波近似下,由波动方程和拉曼介质的物质方程出发,忽略受激拉曼散射的瞬态效应,得到了描述外腔泵浦反斯托克斯激光器中一阶反斯托克斯光、泵浦光和一至三阶斯托克斯光相互作用的耦合波方程。引入归一化参量对方程组进行归一化处理,通过对归一化耦合波方程组进行数值求解,分析了归一化拉曼增益系数、归一化泵浦脉冲宽度和归一化波失配对外腔泵浦反斯托克斯激光器性能的影响。将实验数据代入耦合波方程中进行了验证,理论估算出的反斯托克斯光转化效率与文献报道数据基本一致,证明了该理论模型的正确性。通过分析理论计算结果提出了提高外腔泵浦反斯托克斯激光器转化效率的途径及辅助激光器设计的方法。
激光器 反斯托克斯散射 四波混频 外腔泵浦 耦合波方程 归一化理论
量子光学与光量子器件国家重点实验室,激光光谱研究所,山西 太原 030006
基于外部谐振腔可以实现两基频激光的高效和频转换,通常可以采用泵浦不消耗近似(PUA)或小信号近似(SSA)来理论模拟实验结果。然而当基频光功率相近且转换效率较高时,此两种近似的误差就会变得不可接受,然而三波耦合波方程(TWCE)解析解通常需要进行椭圆积分,直接数值求解就变得简单易行。本文首先基于龙格-库塔方法求解准相位匹配下的TWEC,并与PUA和SSA下的解析解进行比较分析,确定了两种近似的适用条件;最后基于该精确数值解结合腔模理论对外腔高效和频对腔模线型的影响进行了研究。
三波耦合波方程 和频转换 数值计算 three waves coupled wave equation sum-frequency generation numerical calculation
利用正余弦拟合的方法和半径渐变波导的耦合波理论设计出一种Ka波段TE01模回旋行波管新型输出渐变段。通过Matlab数值计算和HFSS仿真优化，研究了该新型渐变段的反射系数、传输参数、模式纯度、对杂模的耦合等性能指标。计算结果表明：在长度为80 mm、口径由14 mm变化到32 mm的情况下，在30～33 GHz该新型渐变段的传输参数大于-0.000 52 dB,反射参数小于-65 dB,模式纯度大于0.995，对TE02模和TE03模耦合在-40 dB以下。在等长度和等口径下，与Dolph-Chebyshev渐变段进行比较，结果显示在30～33 GHz内，新型渐变段比其传输参数更好、反射参数更小、模式纯度更高等。测试样品的冷测实验结果为在28～35 GHz范围内，其反射参数小于-30 dB，传输参数大于-0.3 dB。
回旋行波管 耦合波理论 输出渐变段 正余弦拟合函数 gyro-TWT coupled wave equation output-taper function of sine and cosine
华北电力大学电子与通信工程系, 河北保定 071003
本文研究了布里渊回波分布式光纤传感系统的原理, 采用微扰法推导了瞬态受激布里渊散射(SBS)耦合波方程组, 求得了 SBS作用的瞬态解。利用 Matlab仿真研究了不同脉冲调制的布里渊光时域分析(BOTDA)系统中 SBS过程的布里渊增益曲线, 并对传感系统的三维增益谱进行了仿真与分析, 结果表明基于亮脉冲调制、暗脉冲调制、π-相位脉冲调制的 BOTDA系统具有高的布里渊增益和窄的布里渊线宽, 同时能够实现高的空间分辨率, 其中π-相位脉冲调制时可获得最大的布里渊增益。
布里渊回波 SBS耦合波方程组 微扰法 π-相位脉冲调制 Brillouin echo SBS coupled wave equation perturbation method π-phase pulse modulation
数值计算了LBO晶体中基频光波长为1064 nm时，在I类倍频相位匹配范围内所有匹配方向上慢、快光的走离角、互作用角和折射率。基频慢光的走离角范围为0°~1.35°，倍频快光的走离角范围为0°~1.52°，慢快光互作用角范围为0°~1.15°；在不忽略三波走离角、互作用角以及折射率的变化的情况下，数值求解了三波耦合波方程及在各相位匹配方向上倍频转化效率随通光长度的变化规律。结果表明,在匹配方向约为(42.2°，19°)时转化效率达到极大值，约为3.35%。在每一匹配角方向上，其转化效率与通光长度的平方成正比。
非线性光学 匹配角 转化效率 数值计算 耦合波方程 激光与光电子学进展
2011, 48(12): 121602
1 西安邮电学院 电子工程学院, 西安 710121
2 陕西师范大学 物理学与信息技术学院, 西安 710062
利用线性对称耦合器两个波导中光场的电矢量构建了布洛赫矢量模型.通过布洛赫矢量的旋转变化使得光在两个波导通道中“跃迁”的过程非常直观.研究发现,随着线性对称耦合器的相位失配变得越严重，光能量在波导间的转换频率增快且转换效率降低，与传统的求解线性对称耦合器耦合波方程所得到的结果是一致的.
光学开关 线性对称耦合器 耦合波方程 布洛赫矢量 Optical switching Linear symmetric coupler Coupled-wave equation Bloch vector
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
2 西安交通大学电信学院,西安,710049
提出利用直观、方便且具有普遍性的4阶龙格-库塔(R-K)方法求解基于多重散射理论推导出的声光耦合波方程,模拟计算布喇格衍射下衍射效率随各关键参数的变化关系,分析入射光偏离Bragg角对Bragg衍射光效率的影响程度,以及最佳Bragg衍射效率所需参数的选取问题.模拟结果表明:Q(Klein-Cook参数)=4π时Bragg衍射效率可达97%,证实了特征长度作为选取声光互作用长度的合理性.
龙格-库塔法 数值分析 耦合波方程 声光布喇格衍射 Runge-Kutta Method Numerical simulation Coupled-wave equation Acousto optic Bragg diffraction
在晶体光轴垂直于入射面的各向异性实验组态下,对掺杂KNSBN晶体的各向异性自衍射过程进行了理论分析和实验观测,给出了包含空间电荷场前两阶分量作用的各向异性自衍射的耦合波方程及其数值解.理论分析和实验结果都表明各向异性自衍射光来自于两束入射光的共同作用.
各向异性自衍射 耦合波方程 空间电荷场
按照参量互作用的观点推出二维声电光效应的耦合波方程, 并给出二维声电光效应的衍射效率计算公式。
声光效应 电光效应 二维声电光效应 耦合波方程。
对于晶体c轴平行于入射面的实验配置, 观察到了掺杂钾钠铌酸锶钡(KNSBN)晶体在外加电场作用下的各向异性自衍射现象; 同时给出了包含光栅波矢空间分布和空间电荷场二阶分量作用的各向异性自衍射的耦合波方程及其数值解, 理论分析和实验结果都表明各向异性自衍射光来自于两束入射光的共同作用
各向异性自衍射 外加电场 耦合波方程 掺杂KNSBN晶体
