椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中传输特性的变分研究new

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1、第24卷第6期江西科学Vo1．24No．62006年12月JIANGXISCIENCEDec．2006文章编号：10Ol一3679(2006)06—0396—04椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中传输特性的变分研究王形华，陈信伟，凌震乾，孙荣祖(1．赣南师范学院物理与电子信息学院，江西赣州341000；2．赣南师范学院应用物理研究所，江西赣州341000)摘要：运用变分法研究傍轴椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性，得到了光束各参量的演化方程和各参量的演化规律的近似解、2个临界功率和2个由强非局域介质特性与初始束宽决定的特征参量，和。在0，<1／3，0：

2、<1／3的前提下，当初始功率等于某一临界功率时，傍轴椭圆高斯光束在传输时，可以保持某一方向的束宽不变，得到空间光孤子。关键词：非线性光学；椭圆高斯光束；变分法；强非局城介质；空间孤子；参量演化规律中图分类号：0437文献标识码：AVariationalStudyoftheEllipticallyGaussianBeamPropagationinStronglyNonlocalMediaWANGXing—hua，，CHENXin—wei，LINGZhen—qian，，SUNRong—ZU(1．SchoolofPhysicsandElectronicInformat

3、ion，GannanTeachersCollege，JiangxiGanzhou341000PRC；2．InstituteofAppbcdPhysics，GannanTeachersColege，JiangxiGanzhou341000PRC)Abstract：ThepropagationPropertiesofellipticallyGaussianbeaminthree—-dimensionalstronglynonlocalmediaisdiscussedwithavariationalapproach．Aset．ofevolutionequationsf

4、orthebeamareobtained，asetofparametersevolutionlawfiebeamandtheirapproximatesolutionsareob—tained，twocriticalpowerandtwO81，占2determinedbyboththematerialpropertyandtheinitialbeamwidthareobtained，too．．Undertheconditionof0曼占1<1／3，0S占2<1／3，theellipticallyGaussianbeamcankeepastablebeamwidt

5、honaspecialdirection，andthestablespatialopticalsolitonisfoundwhentheinputpowerequaltothecriticalpower．Keywords：Nonlinearoptics，EllipticalyGaussianbeam，Variationalapproach，Stronglynonlocalmedia，Spatialsoliton，Parmetersevolutionlaw上进行了广泛的研究-z31。0引言本文运用变分法研究傍轴椭圆高斯光束在强1997年Snyder和Mitchel

6、l提出了强非局域非局域介质中的传输特性，得到了光束各参量的的Snyder--Mitchell模型[¨，得到了孤子解，并得演化方程，并通过分析发现，其两个束宽的演化方到了Shen的高度评价；由此揭开来非局域空间程中存在交叉调制项，无论在什么样的初始功率光孤子研究的序幕，近年来人们在理论上和实验下，傍轴椭圆高斯光束都不能保持束宽不变(包收稿日期：2006—03—3O；修订日期：2006—07—17作者简介：王形华(1963一)，男，江西南康人，副教授，现主要从事非线性光学传输理论的研究工作。第6期王形华等：椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中传输特性的变分研究·397

7、·括某一方向)。只有当强非局域介质响应函数作(5)泰勒级数展开时，其对应的四阶导数中的交叉项可以忽略的前提下，其在传输时才有可能保持某daz一。n。=0(6)一方向的束宽不变，得到空间光孤子。1光束参量演化方程一0(7)1在忽略传输损耗的情形下，1+2维的非局域一+一。[一2y2g+瑚=0非线性薛定谔方程(I~NLSE)可以写为[】(8)警+[蠹+寿]+tool"i_o,，y一+；一扣。[_2y+n；g+瑚=0—y，)I(，Y，)l=0(1)其中(，y，)为傍轴光束，tx：1／2k，P=(9)J}n／n。，n。是非线性介质折射率的线性部分，n是1[4R+(+)一

8、。。一(n；+n)]a折