非線性介質(zhì)中強(qiáng)光對(duì)弱光聚焦的控制研究.pdf

1、近年來(lái)，高功率超短激光脈沖在非線性介質(zhì)中傳輸時(shí)所體現(xiàn)的豐富的非線性效應(yīng)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(shù)也成為了實(shí)驗(yàn)研究、工業(yè)應(yīng)用及國(guó)防軍事領(lǐng)域中不可缺少的部分，尤其是全光網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)更是引起了人們對(duì)全光開(kāi)關(guān)極大的興趣。與傳統(tǒng)的電控光開(kāi)關(guān)相比，光控光開(kāi)關(guān)具有響應(yīng)時(shí)間快，開(kāi)關(guān)功率低等優(yōu)勢(shì)。因此，利用光束耦合傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)光對(duì)弱光的控制是值得我們進(jìn)行深入探索的。
　　 首先，理論分析了耦合光束在自聚焦介質(zhì)中誘導(dǎo)聚焦

2、的傳輸過(guò)程，得到了弱探測(cè)光束寬與焦點(diǎn)的計(jì)算公式。從光束非線性自聚焦和交叉相位調(diào)制理論出發(fā)，推導(dǎo)出弱探測(cè)光在強(qiáng)泵浦光誘導(dǎo)非線性作用下光束變化的解析表達(dá)式。發(fā)現(xiàn)探測(cè)光束寬受泵浦光入射功率、初始束寬及自身參數(shù)的共同影響，聚焦的長(zhǎng)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(cè)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(zhǎng)的變化情況，并得到了弱探測(cè)光誘導(dǎo)聚焦的控制條件?；谀芡暾忉屟苌?，自聚焦和色散效

3、應(yīng)的非線性薛定諤傳輸方程與分步傅里葉算法，分別計(jì)算求解并模擬了泵浦光入射功率、初始束寬及中心波長(zhǎng)對(duì)探測(cè)光束寬及焦斑位置的影響，并在實(shí)驗(yàn)上得到部分驗(yàn)證。結(jié)果表明弱探測(cè)光焦點(diǎn)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(jié)果一致。聚焦效率及位置控制機(jī)理可以概括為:匹配上述三個(gè)影響因素的大小關(guān)系，使它們對(duì)光束擴(kuò)散作用和聚焦作用進(jìn)行有效的控制。
　　 最后，研究弱探測(cè)光在自聚焦介質(zhì)中時(shí)空耦合傳輸過(guò)程時(shí)，束寬大小