PT对称光学格子介质中时空孤子的演化研究

首先解析求解具有PT对称结构的(2+1)变系数非线性薛定谔方程,获得PT时空孤子解;然后详细地讨论了PT时空孤子在3种不同衍射/色散介质中的演化特性。研究结果表明:当衍射/色散系数为常数或指数衰减函数时,无啁啾PT时空孤子的强度随传输距离始终保持不变,而啁啾PT时空孤子的强度随传输距离呈现增长趋势,此时PT时空孤子的传输是不稳定的;当衍射/色散系数为周期性调制函数时,无啁啾PT时空孤子的强度随传输距离也是始终保持不变的,而啁啾PT时空孤子的强度随传输距离呈现周期性变化,此时PT时空孤子能够稳定传输。     

光格中二维强非局域孤子的振荡特性

利用有效粒子法，研究了折射率有纵向和横向调制的强非局域非线性介质中椭圆高斯光束的传输特性，得到了光束中心在不同调制情况下的演化规律．解析和数值结果表明：无纵向调制时，介质二相等（不相等）的横向调制频率（kx，ky，）将使初始偏离二坐标轴较小的光束中心演化具有相同（不相同）的振荡周期；当光束中心初始偏离某一坐标轴较远，若kx≠ky,光束中心将分别独立地做等幅周期振荡，但若kx=ky,光束中心周期振荡，且其振荡幅度将沿初始偏离坐标轴较小的方向逐渐指数增长而沿初始偏离坐标轴较大的方向指数衰减；当介质有纵向调制时，若纵向调制频率kz和kx，ky之间满足特定条件，则光束中心沿该横向振荡的幅度随传输距离的增加而指数增长，之后又指数减小；若不满足该频率条件，则光束中心将按不同的频率等幅周期振荡．     

强非局域介质中余弦高斯光束的动力学行为

基于强非局域非线性薛定谔方程的简化形式,采用分步傅里叶方法数值研究了余弦高斯光束在强非局域非线性介质中的演化行为,讨论了抛物势阱深度和余弦调制参数对光束传输动力学的影响。研究结果表明,光束传输周期只与抛物势阱深度有关,抛物势阱深度越大传输周期越小,光束振荡振幅越小。余弦调制参数对光束演化行为的影响也被考虑,结果显示：余弦调制参数会影响光束的分裂程度,调制参数越大光分裂行为就会越显著。这些研究结果有可能在余弦高斯光束的操控方面有着潜在的应用价值。     

光子晶体光纤中脉冲阶数与初始啁啾对超高斯脉冲传输的影响

采用分步傅里叶法数值模拟了超高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输过程,着重分析了超高斯脉冲的脉冲阶数及所带初始啁啾对信号传输的影响.结果表明:随超高斯脉冲阶数增大,脉冲输出波形出现分裂,频谱加宽.若初始啁啾为正,则会使波形振荡分裂加剧,频谱进一步加宽;而若初始啁啾为负,则输出波形无分裂,输出频谱变窄.     

强激光脉冲在部分离化等离子体中的自聚焦

采用变分法推导出有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的参数演化方程,其中包含群速度色散和自相位调制的影响,通过分析焦斑半径和脉冲宽度满足的耦合方程,详细讨论了等离子体密度对激光脉冲传播特性影响。研究结果表明:在部分离化等离子体中,对于给定强度的激光脉冲,随着等离子体密度增大,自相位调制会进一步增强激光脉冲的自聚焦;当等离子体密度增大时,激光脉冲传播频率由负向啁啾变化转变为正向啁啾频率变化,而且随着传播距离增大,激光脉冲红移减小而蓝移增大。研究结果对有限长激光脉冲电离诱导自注入加速电子的方案具有理论指导意义。     

部分相干双曲余弦高斯光束通过湍流大气传输空间相干性的变化

基于广义惠更斯—菲涅尔原理,推导出了部分相干双曲余弦高斯光束通过湍流大气传输其光谱相干度的解析表达式,并研究了光束的空间相干特性.研究表明,部分相干双曲余弦高斯光束通过自由空间传输其光谱相干度会出现振荡和相位奇异现象,且震荡随光束离心参数δ增大而增强.但是,随着湍流的增强,不同δ的光谱相干度曲线相接近,并呈类高斯分布;此外,在湍流中随着传输距离z的增加光束的空间相干性变差.     

高斯涡旋光束的动量及轨道角动量与拓扑电荷数的关系及其在自由空间中的传输

将近轴光束理论应用于光束的动量及轨道角动量研究,推导了涡旋光束动量以及轨道角动量的解析表达式,在此基础上,对高斯涡旋光束的动量及轨道角动量的分布及其在自由空间中的传输进行了研究.理论分析及数值计算表明,动量的径向分量和角向分量在数值上比较接近,远小于动量的纵向分量,随着传输距离的增大,动量的三个分量在观测平面上的分布会逐渐沿径向拓展,其在观测平面上的极大值位置各不相同,都与源平面上光束的拓扑电荷数和束腰半径有关,观测平面上的整体积分表明,动量的三个分量在传输中都保持守恒;另外,观测平面上高斯涡旋光束轨道角动量的分布在传输中也会沿径向拓展,其在观测平面上的极大值位置与动量的纵向分量相同.观测平面上的整体积分证实了高斯涡旋光束在传输中轨道角动量保持守恒.     

一类具有Lévy跳的随机三种群食物网模型

为了深入研究具有双参数扰动及Lévy跳的随机三种群食物网模型的动力学性质,首先给出了模型全局正解的存在唯一性;然后通过构造Lyapunov函数,并且应用It8公式和Chebyshev不等式证明了该模型的随机最终有界性;接着利用指数鞅不等式和Borel-Cantelli引理分析了种群灭绝的充分条件;最后运用数值模拟验证了相应理论结果的合理性。研究结果表明,在Lévy噪声的影响下模型是随机最终有界的,并且较大的Lévy噪声可以导致种群的灭绝。研究方法在理论证明和数值模拟方面都得到了良好的预期结果,对于探究其他随机种群模型的一些问题具有一定的借鉴意义。     

非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束远场传输特性

为了研究非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束远场传输特性,从非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束概念出发,运用Wigner分布函数,对非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束远场特性进行了理论分析,得出了一阶情况下的解析传输公式及光强分布表达式,根据仿真结果分析出表达式中3个主要参数f、fσ、g对厄米-余弦-高斯光束在自由空间传输的影响,在调制参数g一定时,束腰参数f和相干参数fσ对非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束的非傍轴性起了至关重要的作用;非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束在传输过程中当g不变时,其远场发散角的渐进值也会因fσ的增大而减小.     

Lévy噪声和高斯白噪声共同激励的非对称三稳系统的随机共振

将Lévy噪声和高斯白噪声引入非对称三稳系统模型中，采用数值方法计算不同参数下系统的信噪比，分析噪声参数、系统参数以及信号振幅对系统随机共振现象的影响机制．研究结果表明，较大的稳定性指标、偏斜参数、3次刚度系数以及信号振幅会抑制随机共振现象的发生，而较大的非对称参数则会促进随机共振现象的发生．特别地，当信噪比作为加性噪声强度的函数时，较大的5次刚度系数不易于出现随机共振现象，而当信噪比作为乘性噪声强度的函数时，情况则相反，即5次刚度系数越大越容易发生随机共振现象．     

强非局域介质中的椭圆高斯型损耗空间光孤子

应用解析的方法研究了傍轴椭圆高斯光束在含小损耗椭圆对称强非局域非线性介质中的传输特性，得到了光束各参量的演化方程、束宽的演化规律和2个临界功率。当椭圆对称强非局域介质的响应函数满足一定条件，这2个临界功率相等；当介质损耗足够小，初始功率等于这一临界功率时，傍轴椭圆高斯光束在传输中，其束宽保持缓慢展宽，可以得到椭圆高斯型损耗空间光孤子。     

具有Lévy跳的随机Lotka-Volterra互惠系统的渐近行为

针对一类具有Lévy跳的随机Lotka-Volterra互惠系统的渐近行为,首先通过构造Lyapunov函数证明了系统全局正解的存在唯一性。然后应用广义的It?公式与指数鞅不等式等方法,得到系统的随机最终有界性与灭绝性。最后通过数值模拟验证了理论结果的合理性。     

基于格林函数法研究分数阶Bessel-Gaussian光束近场传输

为揭示FBG(fractional-order Bessel-Gaussian)光束在近场传输时的光强和相位演化情况，基于光传播的独立性和叠加性原理，通过引入虚光源点，并结合格林函数法，严格推导了FBG光束的非傍轴积分表达式，并进一步利用非傍轴下的各阶修正解，精确计算了FBG光束轴上的光强分布.计算结果表明：对于分数阶Bessel-Gaussian光束的远场传输，利用经典的傍轴近似理论可以得到准确的计算结果，但在近场传输时，傍轴近似理论的计算结果误差很大，只有利用非傍轴修正解才能精确研究FBG光束的近场光学传输.研究结果为将FBG光束更好地应用于近场光学奠定必要的理论基础.     

氩激光纵向激励的连续钛宝石激光系统中泵浦光束的像散及补偿

利用高斯光束的ｑ参数和传输矩阵，对氩激光纵向激励的连续钛宝石激光系统中泵浦光束的像散及像散补偿作了定量分析。实验中泵浦光束的像散得到补偿后，系统的斜坡效率由原来的２１．９％提高到２４．８％。     

部分相干电磁光束在线性增益(损耗)介质中的传输特性

根据Wolf提出的电磁光束模型和部分相干光理论,以电磁高斯-谢尔模型光束为例,推导出光束在线性增益(损耗)介质中传输的交叉谱密度矩阵,研究介质传输场中强度和偏振度的变化特点.研究结果表明,任意电磁光束在线性增益(损耗)介质中传输时,当其为增益(损耗)介质时,会增强(衰减)光束的强度;但对偏振度却没有太大的影响.波数实部Kr越小,轴上偏振度越大;相干长度δyy越小,轴上偏振度越大.当光源处的相干长度δxx与δyy取值相同时,尽管传输距离不断增大,光束在传输过程中的偏振度不发生变化.光源处的偏振度P(0)越大,轴上偏振度也越大.     

线性啁啾变迹及均匀光纤光栅的反射谱分析

该文从理论上研究了线性啁啾变迹光纤光栅及均匀光纤光栅的反射谱，经分析发现，高斯分布的耦合系数具有平滑反射谱，消除旁瓣的作用，啁啾系数的增大使得光栅的反射谱明显变宽，最大反射率降低，利用这个规律，可选择恰当的参量，制作出符合工程要求的光纤光栅，同时也发现均匀“弱”光纤光栅的反射谱具有sa(x)函数的分布特性，在此基础上提出用“弱”光纤光栅做匹配光滤波器的设想。     

冷原子系统中里德堡集体激发态的尺寸缩小效应（英文）

原子的集体效应表现出光和原子之间增强的相互作用，这在量子光学和量子信息领域有重要的研究意义。当原子的状态发生变化时，拉比振荡会表现出丰富的动力学特性。本文报道了在冷原子气体中拉比振荡过程中里德堡原子集体态的尺寸缩小效应。首先通过存储制备了里德堡原子集体激发态，再测量辐射光子的时间变化曲线。观察到振荡频率的降低效应，这表现出啁啾特性，这是由于集体态的衰减和基态原子损失引起的。该结果有助于研究里德堡原子的集体效应的动力学行为以及操纵单光子波包。     

对夫琅禾费圆孔衍射场基本特征的讨论

在用远场条件下接收衍射场的装置进行夫琅禾费衍射实验。但实验结果会表现出对夫琅禾费衍射理论值的偏离，光强的极小值提高，极大值降低，振荡幅度减弱，艾里斑增大．根据菲涅耳-基尔霍夫衍射公式，利用贝塞尔函数的积分表达式得出夫琅禾费衍射场的光强级数解，进而讨论了衍射场的基本特征．     

色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程理论探讨

对色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程进行了理论研究,提出了耦合模方程的一种解法。讨论了光纤光栅的透射率和反射率是位置函数的问题,进一步研究了啁啾光栅色散补偿器的耦合系数和色散系数。研究结果表明：啁啾光纤光栅的反射率不仅与光栅的模式耦合系数有关,同时也与变周期有关;减小光栅的模式耦合系数可以增大耦合效率和提高光栅反射率。对于色散补偿器来说,它的带宽必须大于光脉冲的带宽,啁啾光栅的带宽越窄,它的色散系数就越大。     

空心光束在损耗和增益介质中的传输特性

从复数波数定义和广义惠更斯-菲涅尔积分出发,推导出空心光束在介质中通过旁轴ABCD光学系统后的一般传输公式。在此基础上,结合光强二阶矩方法,给出了相应的一般束宽变换公式。通过数值分析研究了介质传输场中强度分布和均方根束宽的变化特点。研究结果表明,空心光束在增益或者损耗介质中传输时,当其为增益(损耗)介质时,会增强(衰减)光束的强度;但对均方根束宽却没有太大的影响。