光折变表面波及艾里光束的非线性调制研究

• 作 者: 陈卫军
• 机 构: 天津工业大学
• 出 处: 天津工业大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 光折变表面波 艾里光束 波模阶数 光波能量

光折变表面波是一种沿着光折变晶体表面传播的无衍射光波，形成原因是由于自弯曲效应与全内反射的相互补偿。另外，艾里光束也是一种可横向自加速的新型无衍射光束。论文选取中心对称或非中心对称光折变晶体中的表面波、双光子光折变机制下的表面波、克尔介质中的空间艾里孤子和饱和非线性介质中艾里高斯光束的传输与交互等热点问题进行了研究。结果如下:　　线性介质与有偏压中心对称光折变晶体界面处的局域表面波:当传播常数一定时，光波能量随波模阶数的增加而增加。传播常数b较小时，相当一部分光波能量被限制在线性介质中并随b的增加而减小。b较大时，大部分光波能量被限制在中心对称光折变晶体中并随b单调递增。演化发现局域表面波可以稳定传输。　　理论和实验研究了LiNbO3晶体界面处表面波的传播:改变传播常数可以得到不同振荡周期的表面波模，光波能量随传播常数单调递增，实验结果与理论分析能很好地吻合。增加入射光功率可缩短表面波的产生，增大入射光束与晶体正c轴的夹角可提高表面波的激发效率。　　线性介质与双光子光折变晶体界面处的表面波:数值结果表明在界面处存在非局域表面波、振荡表面波及局域表面波。对阶数给定的局域表面波，波模能量及横向宽度随传播常数b单调递增，当b给定时，波模横向宽度随阶数单调递增。演化发现局域表面波可以稳定传输。　　艾里光束在自聚焦克尔介质中的传输:光束初始能量较高时，主瓣在传输时会发生能量脱落形成周期振荡的空间孤子，孤子半高宽随初始能量的增加而变小。调节光束入射角度可以控制艾里孤子的传输方向。　　艾里高斯光束在饱和非线性介质中的传输与交互作用:单艾里高斯光束入射时，在一定功率范围内可形成呼吸孤子。初始振幅增加时，孤子的呼吸周期先减小后增大。两艾里高斯光束入射时，同相位光束相互吸引，中心位置两侧产生呼吸孤子和孤子对。反相位光束相互排斥，两侧仅产生孤子对。