非線性介質中強光對弱光聚焦的控制研究.pdf

1、近年來，高功率超短激光脈沖在非線性介質中傳輸時所體現的豐富的非線性效應引起了人們的廣泛研究，而高功率超短激光脈沖傳輸與控制技術也成為了實驗研究、工業(yè)應用及國防軍事領域中不可缺少的部分，尤其是全光網絡的開發(fā)更是引起了人們對全光開關極大的興趣。與傳統(tǒng)的電控光開關相比，光控光開關具有響應時間快，開關功率低等優(yōu)勢。因此，利用光束耦合傳輸來實現強光對弱光的控制是值得我們進行深入探索的。
　　 首先，理論分析了耦合光束在自聚焦介質中誘導聚焦

2、的傳輸過程，得到了弱探測光束寬與焦點的計算公式。從光束非線性自聚焦和交叉相位調制理論出發(fā)，推導出弱探測光在強泵浦光誘導非線性作用下光束變化的解析表達式。發(fā)現探測光束寬受泵浦光入射功率、初始束寬及自身參數的共同影響，聚焦的長度正比于泵浦光初始束寬，反比于入射功率。
　　 其次，系統(tǒng)分析了弱探測光束寬、焦距和聚焦效率隨泵浦光入射功率、初始束寬及中心波長的變化情況，并得到了弱探測光誘導聚焦的控制條件?；谀芡暾忉屟苌?，自聚焦和色散效

3、應的非線性薛定諤傳輸方程與分步傅里葉算法，分別計算求解并模擬了泵浦光入射功率、初始束寬及中心波長對探測光束寬及焦斑位置的影響，并在實驗上得到部分驗證。結果表明弱探測光焦點位置隨泵浦光入射功率增加而減小，隨入射光束初始束寬增大而增大，與上述理論結果一致。聚焦效率及位置控制機理可以概括為:匹配上述三個影響因素的大小關系，使它們對光束擴散作用和聚焦作用進行有效的控制。
　　 最后，研究弱探測光在自聚焦介質中時空耦合傳輸過程時，束寬大小