拉盖尔高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性研究

【摘要】：本文研究了拉盖尔高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性,直接从圆柱坐标系中 Snyder-Michell线性模型出发,推导出拉盖尔高斯光束解,得到了各参量的演化关系,如:拉盖尔高斯光孤子的传播常数βpm=(2p+m+1)β0随着径向模p和方位角向模m的增大而增大。讨论了几种特殊情况下的拉盖尔高斯光束解,当拉盖尔高斯光束解的径向模p和方位角向模m同时为0时,拉盖尔高斯光束解简化成高斯光束解;当拉盖尔高斯光束解的径向模p为0,同时方位角向模m=2n(n为大于1的正整数) 时,拉盖尔高斯光束解能简化成空高斯光束(Hollowr Gaussian—beam)解,空高斯光束就是中心强度为0 的光束,在原子光学中常用于操纵和捕获(guiding and trappinff)原子。当输入功率和临界功率相等时, 能得到拉盖尔高斯光孤子、高斯光孤子和空高斯光孤子;当输入功率和临界功率不相等时,能得到拉盖尔高斯呼吸子、高斯呼吸子和空高斯呼吸子;当输入功率小于临界功率时,三种光束的衍射作用克服光感应的折射作用,这三种呼吸子开始展宽,w2/w02在最大值Pc/P0和最小值1之间摆动;当输入功率大于临界功率时,这三种呼吸子开始压缩,w2/w02在最大值1和最小值Pc/P0之间摆动。因此,拉盖尔高斯光束解是一种包含高斯光束解和空高斯光束解的更普遍的解。几个低拉盖尔高斯光孤子的演化图给出了,同时发现在强非局域非线性介质中存在环形光孤子。讨论了对于给定的强非局域非线性介质,拉盖尔高斯光束的径向模p和方位角向模m是有限的。