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高阶非线性效应对时空不稳定性的影响

郭焱  夏守之  
【摘要】:波的调制不稳定性是与波的非线性传输相关的最重要的问题之一,其最重要的特征是使迭加在均匀波前上的弱调制在传输过程中指数增长,这种增长使边带放大从而使本来均匀的波分裂。在本文中研究的调制不稳定性是在横向空间下的空间衍射效应、群速度色散和自相位调制之间的相互作用导致的时空不稳定性。这种不稳定性的重要性在于它不仅显示了衍射和群速度色散对时空耦合的影响,还可将连续或准连续光束转变成一串超高功率超短脉冲。基于非线性包络方程研究了平面介质波导中的时空不稳定性,得到了有拉曼散射效应情形下不稳定性调制的增益谱的表达式。发现在正常和反常两种群速度色散情形下,拉曼散射效应都会导致出现新的不稳定性区域,并且使原有的每一个谱分量的增益上升从而使谱的范围扩大,同时随着拉曼散射系数的变化其增益谱区域及最大值发生同种趋势变化。非线性系数的改变会导致不稳定性增益值的大小变化,以及改变出现不稳定性增益区域的大小。

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