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超短脉冲激光空间调制下小尺度自聚焦的实验研究

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物理学报 2008年第4期57卷 2253-2259页

作者：冯则胡傅喜泉章礼富徐慧文文双春湖南大学计算机与通信学院长沙410082

实验研究了超短脉冲激光的空间小尺度自聚焦的动态变化过程.具体实验过程是使经过正交细丝的衍射来实现激光的空间调制,然后通过非线性Kerr介质二硫化碳,随着输入功率的增大,超短脉冲开始出现小尺度自聚焦增长现象.实验发现,每个小尺度... 详细信息

实验研究了超短脉冲激光的空间小尺度自聚焦的动态变化过程.具体实验过程是使经过正交细丝的衍射来实现激光的空间调制,然后通过非线性Kerr介质二硫化碳,随着输入功率的增大,超短脉冲开始出现小尺度自聚焦增长现象.实验发现,每个小尺度自聚焦峰值并不是随着功率的增大而无限地增长下去,而是在不同位置出现了新的调制增长点,这些新出现的增长与原有的增长相互竞争,最终导致了分裂成丝.通过数值模拟相应的传输过程,发现数值模拟结果与实验结果符合很好.

关键词：小尺度自聚焦高功率激光超短脉冲

具有电与磁非线性效应超常介质中光束的聚焦特性

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强激光与粒子束 2010年第8期22卷 1745-1750页

作者：张景贵章礼富雷大军邓剑钦文双春湖南大学计算机与通信学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室长沙410082

基于Drude模型,采用解析法与数值模拟法研究了具有电与磁非线性效应超常介质中光束的聚焦特性。结果表明超常材料中光束聚焦现象不但可以发生在自聚焦非线性介质中(正折射区)而且可以发生在自散焦非线性介质中(负折射区),且光束中心频... 详细信息

基于Drude模型,采用解析法与数值模拟法研究了具有电与磁非线性效应超常介质中光束的聚焦特性。结果表明超常材料中光束聚焦现象不但可以发生在自聚焦非线性介质中(正折射区)而且可以发生在自散焦非线性介质中(负折射区),且光束中心频率离介质的等离子频率越近,其聚焦效应越明显。特别是当电与磁非线性极化率为异号时,超常介质的非线性符号可以通过调控电与磁等离子频率的相对大小控制,这为主动操控光束的传输提供一种新的自由度。

关键词：非线性光学超常介质自聚焦光束传输

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圆孔衍射调制强激光非线性传输实验研究

中国激光 2014年第12期41卷 39-43页

作者：章礼富张景贵钟亥哲陈英范滇元深圳大学光电工程学院光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室广东深圳518060 长沙学院电子与通信工程系湖南长沙410003 湖南第一师范学院信息技术系湖南长沙410205 中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

实验研究了圆孔衍射调制下的强激光在克尔非线性介质中的传输特性。观测了小尺度自聚焦效应引起的多细丝形成、单根细丝演化以及细丝之间相互作用过程。结果表明:在非线性传输过程中,衍射调制光束在空间特定位置出现调制增长,导致光束... 详细信息

实验研究了圆孔衍射调制下的强激光在克尔非线性介质中的传输特性。观测了小尺度自聚焦效应引起的多细丝形成、单根细丝演化以及细丝之间相互作用过程。结果表明:在非线性传输过程中,衍射调制光束在空间特定位置出现调制增长,导致光束分裂形成多路细丝;单根细丝的强度并非无限增长,而是达到一定值后通过锥形发射释放多余能量,同时与背景光相互作用形成新细丝;相距较近的细丝之间通过干涉相互作用,使其在附近区域形成新的细丝。

关键词：非线性光学自聚焦非线性传输小尺度自聚焦衍射

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飞秒脉冲激光1维强度调制的传输特性

强激光与粒子束 2010年第8期22卷 1709-1712页

作者：邓剑钦王友文章礼富张进文双春湖南大学计算机与通信学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室长沙410082

实验研究了飞秒激光干涉条纹在CS2介质中传输的增长率与条纹间隔以及增长率与中心峰值强度的关系。结果发现,在非线性介质中传输的1维干涉调制特别是当其调制频率位于中心光强对应的最快增长频率附近时,随着传输距离的增加调制场迅速获... 详细信息

实验研究了飞秒激光干涉条纹在CS2介质中传输的增长率与条纹间隔以及增长率与中心峰值强度的关系。结果发现,在非线性介质中传输的1维干涉调制特别是当其调制频率位于中心光强对应的最快增长频率附近时,随着传输距离的增加调制场迅速获得增长,将高斯光束分裂成多根峰值强度很高的带状细丝。相应的数值模拟与实验结果具有较好的一致性。

关键词：自聚焦飞秒激光光成丝调制不稳定性

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自散焦介质对非线性热像的抑制效应

湖南大学学报（自然科学版） 2009年第9期36卷 87-92页

作者：王友文文双春胡勇华章礼富杨华傅喜泉湖南大学计算机与通信学院湖南长沙410082 衡阳师范学院物理与电子信息科学系湖南衡阳421008

理论分析了运用自散焦介质抑制热像的可行性,进而通过数值模拟方法,研究了自散焦介质对强激光通过自聚焦介质非线性热像的抑制效应.结果表明,自散焦介质放置在自聚焦介质的前面或后面均能有效地抑制热像形成,但较厚自散焦介质后置情况... 详细信息

理论分析了运用自散焦介质抑制热像的可行性,进而通过数值模拟方法,研究了自散焦介质对强激光通过自聚焦介质非线性热像的抑制效应.结果表明,自散焦介质放置在自聚焦介质的前面或后面均能有效地抑制热像形成,但较厚自散焦介质后置情况的热像抑制效果好于前置情况,且自散焦介质与自聚焦介质越薄,二者之间的间隙越小,抑制效果越好.

关键词：高功率激光热像小尺度自聚焦自散焦介质

啁啾脉冲堆积宽带激光非线性传输时域调制特性

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强激光与粒子束 2010年第8期22卷 1823-1828页

作者：王友文陈列尊章礼富邓剑钦张进文双春傅喜泉范滇元湖南大学物理与微电子科学学院长沙410082 湖南大学计算机与通信学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室长沙410082 衡阳师范学院物理与电子信息科学系湖南衡阳421008

为避免时域调制增长形成的高强度时间尖峰对光学元件的损坏,数值研究了啁啾堆积脉冲宽带激光非线性传输的时域调制增长规律。结果表明:对于正常色散介质,子脉冲间干涉引入的时间调制与外加调制随着传输距离的增加,不断振荡减弱;相反,对... 详细信息

为避免时域调制增长形成的高强度时间尖峰对光学元件的损坏,数值研究了啁啾堆积脉冲宽带激光非线性传输的时域调制增长规律。结果表明:对于正常色散介质,子脉冲间干涉引入的时间调制与外加调制随着传输距离的增加,不断振荡减弱;相反,对于反常色散介质,无外加时间噪声时,堆积子脉冲间的相互干涉引入的时间调制有微弱增长,但当传输距离进一步增加时,子脉冲间干涉引入的调制可以获得快速增长;而当外加非线性最快增长时间调制时,时间调制发生迅速增长,具有破坏威胁的时间尖峰易于形成。

关键词：啁啾脉冲宽带激光非线性传输时域调制

负折射介质中非线性色散效应对调制不稳定性的影响

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中国激光 2012年第7期39卷 169-175页

作者：张景贵项元江章礼富李勇帆湖南第一师范学院信息科学与工程系湖南长沙410205 湖南大学计算机与通信学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室湖南长沙410082

研究了负折射介质中非线性色散效应对调制不稳定性的影响,揭示了若干新的不稳定性现象。得到了有任意高阶线性与非线性色散效应情形下调制不稳定性增益谱的表达式,结果表明:所有偶次非线性色散不但会影响原来的不稳定性,而且可能会导致... 详细信息

研究了负折射介质中非线性色散效应对调制不稳定性的影响,揭示了若干新的不稳定性现象。得到了有任意高阶线性与非线性色散效应情形下调制不稳定性增益谱的表达式,结果表明:所有偶次非线性色散不但会影响原来的不稳定性,而且可能会导致新的不稳定性区域;而所有的奇次非线性色散将始终抑制调制不稳定性,且与其符号的正负无关。进一步研究了由色散磁导率所诱导的二阶非线性色散效应对调制不稳定性的影响。研究发现它不但能使在常规介质中不可能出现的调制不稳定性现象也能出现,而且可能会导致在无限带宽的调制频率范围内发生新的不稳定性现象,且其增益值将随调制频率的增大而单调增大。

关键词：非线性光学负折射介质调制不稳定性超短脉冲传输

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有限能量Airy光束的小尺度自聚焦特性

光子学报 2014年第5期43卷 210-216页

作者：于文龙章礼富谭超傅喜泉湖南大学信息科学与工程学院、微纳光电器件及应用教育部重点实验室长沙410082 长沙学院电子与通信工程系长沙410003

研究了有限能量Airy光束在克尔介质中的非线性传输过程及整体自聚焦(特别是小尺度自聚焦)特性.研究发现相对于整体自聚焦,有限能量Airy光束主峰的小尺度自聚焦更容易发生,而且其噪音调制的增长速度随着截断系数的增加而变慢.通过对比研... 详细信息

研究了有限能量Airy光束在克尔介质中的非线性传输过程及整体自聚焦(特别是小尺度自聚焦)特性.研究发现相对于整体自聚焦,有限能量Airy光束主峰的小尺度自聚焦更容易发生,而且其噪音调制的增长速度随着截断系数的增加而变慢.通过对比研究不同截断系数小尺度自聚焦的增益谱,发现截断系数也极大地影响有限能量Airy光束的增益谱,截断系数越小Airy光束受噪音影响分裂的可能性就越大;对于较大的截断系数,有限能量Airy光束增益谱和由它主瓣拟合的高斯光束的增益谱越来越接近.研究结果对于有限能量Airy光束的潜在应用有一定的指导作用.

关键词：非线性光学非线性薛定谔方程自聚焦无衍射光束 Airy光束非线性传输小尺度自聚焦增益谱

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负折射介质中超短脉冲的反常分裂现象

强激光与粒子束 2013年第2期25卷 508-512页

作者：张景贵章礼富赵晋琴李勇帆湖南第一师范学院信息科学与工程系长沙410205 湖南大学计算机与通信学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室长沙410082

对超短脉冲在负折射介质中的传输特性进行了研究,着重分析其不同于常规介质的反常脉冲分裂现象。结果表明:由于负的折射率影响,介质将通过反常群速度色散与自散焦非线性的相互作用机理来诱导脉冲的对称分裂。同时,分析由色散磁导率所导... 详细信息

对超短脉冲在负折射介质中的传输特性进行了研究,着重分析其不同于常规介质的反常脉冲分裂现象。结果表明:由于负的折射率影响,介质将通过反常群速度色散与自散焦非线性的相互作用机理来诱导脉冲的对称分裂。同时,分析由色散磁导率所导致的可控自陡效应对脉冲分裂的影响,发现负折射介质中正负的自陡效应都会引脉冲非对称分裂。其中负的自陡效导致脉冲裂变后其后沿比前沿高,这与常规介质自陡效应(恒为正)情形相同;而负折射介质正的自陡效应对脉冲分裂影响刚好与前者相反,即裂变后脉冲后沿比前沿低。

关键词：负折射介质超短脉冲传输脉冲分裂自陡