拉盖尔-高斯涡旋光束在Kerr介质中放大特性的数值研究

作     者：汤燕华 马再如 

作者机构：西华大学理学院 

出 版 物：《激光杂志》 (Laser Journal)

年 卷 期：2024年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：四川省科技支撑计划项目(2014GZ0003) 

主　　题：非线性光学 波动方程 分步傅里叶算法 拉盖尔-高斯涡旋光束 轨道角动量谱 B积分 

摘      要：拉盖尔-高斯（Laguerre-Gaussian， LG）涡旋光束是当前研究热点之一，随着研究的深入，其在介质中的传输特性也得到了关注。基于非线性波动方程，采用分步傅里叶算法计算LG涡旋光束在Kerr介质中的放大特性。研究了LG涡旋光束的拓扑荷数、束腰宽度和入射光束峰值光强等参数对其强度、频谱、轨道角动量(OAM)谱和相位分布的影响。数值研究结果表明：LG涡旋光束经Kerr介质放大后，光束由圆形分布逐渐向类椭圆形分布演化，且其中心凹陷部分半径逐渐减小；光强增强，且增强区的光强起伏；在不同的方位角上，峰值光强会向内（如θ=π/4）或向外（如θ=π/2）漂移；频谱强度增强，且宽度展宽；另外，将激化产生新的OAM成分的光束。减小拓扑荷数、入射峰值光强和增大束腰宽度可以降低克尔效应对光束放大的影响，同时可以有效减小B积分的大小。