激光脉冲在三能级Λ-介质中的时空演化

在绝热条件下,考虑一阶非绝热修正项时得到了一组耦合的传播方程的解析解.说明了传播的初始阶段脉冲的包络通过一段介质长度后有微小的改变.在传播过程中探测光脉冲最终完全变成了耦合光脉冲.     

非线性介质中超短激光脉冲的传播

系统评述了近几年有关超短脉冲传播理论及实验研究成果．针对超短脉冲在非线性介质中传播的加宽失真现象,探讨了非线性介质中超短激光脉冲传播存在的问题及其研究现状与发展趋势．     

短脉冲激光在散射性介质中传输的时域有限元分析

从瞬态辐射传输方程出发,利用最小二乘变分原理,发展了基于离散坐标形式辐射传输方程的最小二乘有限元方法,并将其用于模拟短脉冲激光在二维散射性介质中的瞬态传输现象.首先简要介绍了求解瞬态辐射传输方程的最小二乘有限元公式,然后以脉冲激光在生物介质中的应用为背景,考察了脉冲激光入射二维非均匀散射性介质的情况,调查了不同位置处时域信号的演化规律,为短脉冲激光在生物医学领域中的应用研究提供了有价值的参考数据.结果表明:对于局部短脉冲入射条件下的非均匀散射性介质,早期的时域反射信号能够较多地反映出介质光学属性分布信息,而距离入射光源较远的测量位置,由于辐射信号经过了较长时间的衰减,所包含的介质光学属性分布信息较少.     

光孤子在非线性介质中的传输

文章从Maxwell方程出发，导出光孤子满足的非线性传输方程（NLSE，即非线性薛定谔方程），并合理分析了光孤子形成的物理机制.     

超高斯光脉冲在单模光纤中的传输特性分析

通过数值求解非线性薛定谔方程(NLS),分析了输入功率以及初始啁啾对超高斯脉冲在单模光纤中传输的影响,并且分析了当输入功率增大到141mW时呈现的光孤子效应。     

紫外波长光成丝在大气中传输时的激光脉冲宽度研究

文章用数值模拟方法研究了脉冲宽度对紫外激光丝在大气中传输的影响.248 nm波长的紫外激光在空气中能够形成光丝的脉冲宽度达到4 ns,比红外波长激光的脉冲宽度高3个数量级.在大气中可以利用长达几个纳秒的紫外脉冲激光在1 TW/cm2的功率下实现长距离的激光丝传输.在适当的长脉冲宽度情况下,可以用不含时间的稳态麦克斯韦波动方程来研究激光丝传输,研究了脉冲宽度的范围.模拟计算选取3种波长,比较了激光丝在氮气中传输的情况,说明了这些激光脉宽依赖于光束的功率.     

高斯脉冲在单模光纤中的传输特性分析

通过对非线性薛定谔方程(NLS)进行研究,得出高斯脉冲在单模光纤信道传输过程中由于群速色散(GVD)、三阶色散(TOD)和自相位调制(SPM)效应对脉冲传输的影响而产生的脉冲展宽,并做出高斯脉冲在不同因素影响下的传输变化曲线。通过曲线可得:在考虑以上因素前提下,脉冲会出现脉宽展宽、脉幅下降、脉冲畸变和振荡拖尾等现象。论文结果对于研究光纤通信系统信道对误码率影响具有一定意义。     

平顶激光脉冲在非均匀介质中的传输分析

以新型方波YAG激光器稳定性、可靠性及非线性应用项目的试验为基础，分析了用慢调Q腔倒空技术产生的平顶激光脉冲在非均匀介质中传输过程的能量与模式特性、非线性频率变换等方面的关系。     

超短光脉冲在非线性色散光纤中的传输方程

在准单色近似下，利用泰勒级数展开导出了考虑光场横向效应，光纤介质横向非均匀性关含有高阶色散项的ＮＬＳ方程。此方程的各种特例可以用来研究与其对应的光孤子效应。     

V型原子介质中周期量级脉冲激光传输特性对载波包络相位的依赖性

通过求解Maxwell—Bloeh方程,研究了稠密的V型三能级原子介质中,载波包络相位（CEP）Ф对周期量级脉冲激光的传榆特性及频谱特性的影响。结果表明：对于大面积的脉冲,周期量级激光脉冲的载波和相应的光谱对CEP具有很强的敏感性。CEP的大小可以影响脉冲振幅大小、传播速度快慢及脉冲的分裂。另外,其它条件一定CEP不同时,由于相干效应的不同,脉冲频谱受到CEP的影响,但不足以引起高频成分的显著变化。当Ф=0时,可得到频谱更宽、连续性更好的超连续谱。     

群速度色散介质中超短脉冲优美厄米高斯光束的演化

得到了群速度色散介质中超短脉冲优美厄米高斯光束的解析解.通过例子,比较了不同传输距离、不同脉冲长度、不同群速度色散系数下超短脉冲优美厄米高斯光束的传输行为.分析了群速度色散体介质中超短脉冲优美厄米高斯光束传输过程中的时空耦合现象,特别是光束边沿的脉冲延迟效应.     

色散介质中脉冲传播的矩阵方法

通过变量代换,将描述光脉冲在二阶色散介质中传播的时间效应方程,化为与描述光波在一个横方向衍射效应的近轴波方程同样的形式后,借助于描述近轴光学行为的矩阵方法,对啁啾光脉冲在色介质中传播的时间行为进行了研究,并对引入的“时间光线”和“时间透镜”等概念进行了物理阐释。     

变换极限脉冲泵浦的飞秒脉冲光参量产生的理论研究

建立了一个超短脉冲(USP)光参量产生(OPG)过程的理论模型,综合考虑了泵浦光的消耗、介质损耗、相位失配、泵浦光、信号光和闲频光之间的群速度失配(GVM)和脉冲内的群速度色散(IGVD)等因素,导出耦合波方程组,对耦合波方程组进行数值求解并对USP-OPG过程作数值计算,详细研究了GVM参数、IGVD参数、泵浦光的强度和脉宽以及信号光波长的调谐对USP-OPG的转换效率、输出脉冲的脉宽和对称性等特性的影响.     

超高斯光脉冲在波分复用光纤系统中传输的数值模拟

从描述超短光脉冲在光纤中传输的高阶非线性薛定谔方程入手,使用傅立叶变换的分裂算符法,通过计算机模拟,研究了超高斯光脉冲在波分复用光纤系统中的传输特性.在此基础上,数值模拟了超高斯光脉冲传输的稳定性以及脉冲间的相互作用.     

高阶色散对高斯脉冲在超常介质中传输的影响及色散的补偿

文中对超常介质和一些常规介质中色散系数进行了对比研究,发现超常介质中的各阶色散系数大于常规介质的色散系数大约3个数量级,也即在信号的传输过程中不再能忽略高阶色散的影响.基于非线性薛定谔方程,研究了高斯脉冲在超常介质中传输及各阶色散对脉冲形状的影响.发现在常规超常介质中三阶色散所致脉冲分裂是一个非常严重的问题.通过调整超常介质的结构参数,找到了既可使二阶色散得以补偿、又可使得高斯脉冲传输120 km而不出现分裂的真正可用于通信的情形.     

单模光纤中单孤子脉冲的非线性传输

本文借助基于NLS方程的守恒量建立起来的单孤子参数的演化方程组,研究了单模光纤中的小损耗、三阶色散和五阶非线性对单孤子脉冲传输的影响,得到了单孤子参数的近似演化关系式。     

双曲正弦-高斯型超短脉冲光束及其传输特性

在傍轴近似条件下,给出了一组超短脉冲光束的解析解,称为双曲正弦-高斯型超短脉冲光束.对这种超短脉冲光束及其在自由空间中的传输过程进行了较为细致的研究.结果表明双曲正弦-高斯型超短脉冲光束光强的横向分布在脉冲中部为双曲正弦-高斯型,而在脉冲头部和尾部则为高斯型,该脉冲光束的脉冲波形在传输中始终为双曲正弦-高斯型.该脉冲在轴上传输时有脉冲极性反转现象,在轴外有脉冲延迟现象.     

湍流介质中传播的脉冲时间展宽特性

脉冲信号通过诸如电离层等湍流介质传播时, 受来自介质背景和分布其中的不规则体的色散和散射的影响, 将导致波形形变. 均方脉冲宽度将发生改变, 导致时域内的展宽效应. 利用最近由迭代方法而得到的双频互相干函数的解析解, 从理论分析和数值模拟两方面研究了脉冲的时间展宽特性. 作为例子, 详细研究了穿透电离层传播的情况. 结果表明在大多数情况下展宽的贡献主要来自于背景电离层的色散和电子浓度不规则体的散射效应.     

超短激光双脉冲在硝基苯胺分子介质中传播的动力学过程

通过数值求解麦克斯韦-布洛赫方程,研究了2个相干超短激光脉冲在硝基苯胺分子（pNA分子）介质中的非线性传播过程．量化计算表明该分子在低能级区域内只有1个电荷转移态,因此可把该分子看作二能级体系．当3竹共振脉冲与4π非共振脉冲先后入射到硝基苯胺分子介质中进行传播时,3π脉冲的能量将转移给后面的4竹脉冲,前者面积逐渐变为2π,激发分子能级占有率发生一次完整的拉比振荡;后者在介质中仍保持非共振传播,只能激发分子能级占有率发生不完整的拉比振荡．脉冲的频谱发生展宽,并在共振频率附近振荡剧烈．通过引入固有偶极矩为零的赝分子作为比较对象,发现硝基苯胺分子的固有偶极矩导致非线性传播过程更为复杂．     

高斯光脉冲在正弦型色散补偿系统的稳定传输

从含非线性薛定谔方程出发，通过数值模拟，研究了高斯光脉冲在正弦型色散补偿系统的传输，得到结论：当系统的二阶色散的平均值为零时可得到高斯光脉冲的稳定传输．这将对高码率光通讯传输系统的设计提供了一定的理论依据，有助于光脉冲在光纤中传输的研究．