留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

PT对称介质中Airy光束的演化特性研究

文兵 邓杨保 张赛文 韦家谋 邓曙光 张光富

文兵, 邓杨保, 张赛文, 韦家谋, 邓曙光, 张光富. PT对称介质中Airy光束的演化特性研究[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200165. doi: 10.3788/IRLA20200165
引用本文: 文兵, 邓杨保, 张赛文, 韦家谋, 邓曙光, 张光富. PT对称介质中Airy光束的演化特性研究[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200165. doi: 10.3788/IRLA20200165
Wen Bing, Deng Yangbao, Zhang Saiwen, Wei Jiamou, Deng Shuguang, Zhang Guangfu. Study on the evolution of Airy beam in PT symmetric medium[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200165. doi: 10.3788/IRLA20200165
Citation: Wen Bing, Deng Yangbao, Zhang Saiwen, Wei Jiamou, Deng Shuguang, Zhang Guangfu. Study on the evolution of Airy beam in PT symmetric medium[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200165. doi: 10.3788/IRLA20200165

PT对称介质中Airy光束的演化特性研究

doi: 10.3788/IRLA20200165
基金项目: 

国家自然科学基金(11947088,61605045);湖南省教育厅科学研究项目优秀青年项目(19B100,19B098);全固态储能材料与器件湖南省重点实验室开放项目(2017TP1024)

详细信息
    作者简介:

    文兵(1981-),男,讲师,博士,主要从事非线性光学方面的研究。Email:wenbing0409@126.com

    通讯作者: 邓杨保(1983-),男,副教授,博士,主要从事超短脉冲的传输、控制、测量及应用方面的研究。Email:dyb5202008@aliyun.com
  • 中图分类号: O437

Study on the evolution of Airy beam in PT symmetric medium

  • 摘要: 利用分步傅里叶方法,研究了PT对称介质中Airy光束的演化特性,并从截断系数、调制深度、调制宽度三个参数,研究了其对Airy光束所脱落出的孤子的传输特性的影响。研究结果发现:Airy光束在PT对称介质中传输时,在主峰位置处脱落出一个周期性变化的孤子并且孤子波形会产生一个横向位置的偏移;另外发现,截断系数a越小、调制深度P和调制因子w越大,Airy光束脱落出的孤子的峰均比越大,产生的光束干扰和光束畸变越大,阻碍光纤通信;调制深度P越小、调制因子w越大,Airy光束脱落出的孤子的峰值和峰均比出现了明显的跳跃,传输的稳定性减小,但是脱落出的孤子依然能够稳定地长距离传输。
  • [1] Zhang L F, Zhong H Z. Modulation instability of finite energy Airy pulse in optical fiber[J]. Opt Express, 2014, 22:17107-17115.
    [2] Wu Z K, Wang Z P, Guo H, et al. Self-accelerating Airy Laguerre-Gaussian light bullets in a two-dimensional strongly nonlocal nonlinear medium[J]. Opt Express, 2017, 25:30468-30478.
    [3] Banerjee A, Roy S. Self-healing dynamics and absolute temporal focusing of a truncated Airy pulse under higher-order phase modulations[J]. J Opt Soc Am B, 2018, 35:878-885.
    [4] Imran M, Li R J, Jiang Y Y, et al. Airy beams on two dimensional materials[J]. Opt Commun, 2018, 414:40-44.
    [5] Cheng K, Zhong X Q, Xiang A. Propagation dynamics and optical trapping of a radial Airy array beam[J]. Optik, 2014, 125:3966-3971.
    [6] Shi X, Tan C, Bai Y, et al. Dressed dynamics of two time reversed shapes of Airy pulses in a relaxing nonlinear medium[J]. J Opt Soc Am B, 2015, 32:1816-1823.[1] Deng Z X, Chen Y, Liu J, et al. Graded-index breathing solitons from Airy pulses in multimode fibers[J]. Opt Express, 2019, 27:483-493.
    [7] Peng X, Peng Y L, Zhang L P, et al. Reversed Airy Gaussian and Airy Gaussian vortex light bullets in harmonic potential[J]. Laser Phys Lett, 2017, 14:055002.
    [8] Ke X Z, Wang S. Evolution of the intensity of partially coherent Airy Beam in Atmospheric turbulence[J]. Acta Photonica Sinica, 2017, 46(7):0710001. (in Chinese)
    [9] Zhu L, Wang J. Simultaneous generation of multiple orbital angular momentum (OAM) modes using a single phase-only element[J]. Optics Express, 2015, 23(20):26221-26233.
    [10] Zhu L, Wang J. Demonstration of obstruction-free data-carrying N-fold Bessel modes multicasting from a single Gaussian mode[J]. Optics Letters, 2015, 40(23):5463-5466.
    [11] Carl M Bender, Stefan Boettcher. Real spectra in Non-Hermitian Hamiltonians having PT symmetry[J]. Physical Review Letters, 1998, 80(24):5243-5246.
    [12] El-Ganainy R, Makris K G, Christodoulides D N, et al. Theory of coupled optical PT-symmetric structures[J]. Optics Letters, 2007, 32(17):2632-2634.
    [13] Alois Regensburger, Christoph Bersch, Mohammad-Ali Miri, et al. Parity-time synthetic photonic lattices[J]. Nature, 2012, 488(7410):167-171.
    [14] Makris K G, El-Ganainy R, Christodoulides D N. Beam dynamics in PT symmetric optical lattices[J]. Phys Rev Lett, 2008, 100:103904.
    [15] Nixon S, Zhu Y, Yang J. Nonlinear dynamics of wave packets in parity-time symmetric optical lattices near the phase transition point[J]. Opt Lett, 2012, 37:4874-4876.
    [16] Cole J T, Makris K G, Musslimani Z H, et al. Two fold PT-symmetry in doubly exponential optical lattices[J]. Phy Rev A, 2016, 93:013803.
    [17] Huang C, Zeng J. Solitons stabilization in PT-symmetric potentials through modulation the shape of imaginary component[J]. Opt Laser Technol, 2017, 88:104-110.
    [18] Nixon S, Ge L, Yang J. Stability analysis for solitons in PT-symmetric optical lattice[J]. Phy Rev A, 2012, 85:023822.
    [19] He Y, Zhu X, Dumitru M, et al. Lattice solitons in PT-symmetric mixed linear-nonlinear optical lattices[J]. Phy Rev A, 2012, 85:013831.
    [20] Hao R. Optical soliton control in inhomogeneous nonlinear media with the parity time symmetric potentials[J]. Opt Communications, 2015, 338:265-268.
    [21] Flach S, Willis C R. Discrete breathers[J]. Phys Rep, 1998, 295(5):181-264.
    [22] Chabchoub A, Hoffmann N P, Akhmediev N. Rogue wave observation in a water wave tank[J]. Phys Rev Lett, 2011, 106(20):204502.
    [23] Dudley J M, Dias F, Erkintalo M, et al. Instabilities, breathers and rogue waves in optics[J]. Nat Photonics, 2014, 8(10):755-764.
    [24] Deng Yangbao, Deng Shuguang, Tan Chao, et al. Study on propagation characteristics of temporal soliton in Scarff Ⅱ PT-symmetric potential based on intensity moments[J]. Opt Laser Technol, 2016, 79:32-38.
    [25] Wright L G, Renninger W H, Christodoulides D N, et al. Spatiotemporal dynamics of multimode optical solitons[J]. Opt Express, 2015, 23(3):3492-3506.
    [26] Renninger W H, Wise F W. Optical solitons in graded-index multimode fibres[J]. Nat Commun, 2013, 4(1):1719.
    [27] Wen Bing, Deng Yangbao, Shi Xiaohui, et al. Evolution of finite-energy Airy pulse interaction with high-power soliton pulse in optical fiber with higher-order effects[J]. Optik, 2018, 152:61-68.
    [28] Hu S, Ma X, Lu D, et al. Solitons supported by complex PT-ymmetric Gaussian potentials[J]. Phys Rev A, 2011, 84:043818.
  • [1] 文兵, 邓杨保, 韦家谋, 张赛文, 陈德鹏, 邓曙光, 张光富.  双零色散介质中cosh-Airy脉冲超连续谱产生与操控 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210618-1-20210618-11. doi: 10.3788/IRLA20210618
    [2] 廖小杰, 林素颖, 韩冰.  超快激光诱导单晶硅瞬态光学性质演化机理 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210907-1-20210907-9. doi: 10.3788/IRLA20210907
    [3] 黄千千, 黄梓楠, 戴礼龙, 牟成博.  锁模光纤激光器中隐形孤子脉动演化特性研究(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210749-1-20210749-9. doi: 10.3788/IRLA20210749
    [4] 毕倩, 陈智利, 刘雨昭, 唐黎, 惠迎雪, 刘卫国.  蓝宝石表面纳米结构随杂质靶距离的演化 . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200302-1-20200302-8. doi: 10.3788/IRLA20200302
    [5] 郝利丽, 王强, 唐红霞, 牟海维, 赵远.  线性和二次电光效应下小振幅相干耦合空间孤子对 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 35-42. doi: 10.3788/IRLA201948.S106006
    [6] 贺文俊, 贾文涛, 王祺, 陈柯含, 付跃刚.  径向矢量光场在双延迟器作用下的偏振演化 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517006-0517006(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0517006
    [7] 王伟东, 文明, 王殿恺, 李超.  激光等离子体热核与激波相互作用的流动特性研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 306001-0306001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0306001
    [8] 文兵, 赵政春, 曾专武, 张学军, 邓杨保, 傅喜泉.  Airy缠绕孤子的产生及操控 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 406009-0406009(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0406009
    [9] 王瀚霄, 李雷, 赵鹭明.  色散管理光纤激光器中束缚态孤子动力学演化特性 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 803008-0803008(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0803008
    [10] 王伟东, 文明, 王殿恺, 卿泽旭.  关键参数对空气中激光引致热核特性的影响规律研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 806002-0806002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0806002
    [11] 柯熙政, 宋强强, 王姣.  衰减因子和横向尺度对Airy光束三大特性的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 922003-0922003(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0922003
    [12] 韦吉爵, 苏安, 唐秀福, 高英俊, 欧阳志平.  不对称度对一维三元对称结构光子晶体透射特性的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(S2): 90-95. doi: 10.3788/IRLA201645.S221002
    [13] 姚呈康, 李俊, 李龙.  对称棱镜式环形谐振腔结构优化 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1118002-1118002(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1118002
    [14] 闫瑞东, 王荣兰, 刘四清, 龚建村.  基于数值轨道模型的轨道协方差演化分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(S2): 62-70. doi: 10.3788/IRLA201645.S229006
    [15] 贺静波, 许江湖.  无色散光纤信道的非线性演化 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 422004-0422004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0422004
    [16] 雷鹏, 孙可, 张玉发, 聂劲松, 孙晓泉.  猫眼回波探测1.06 μm激光引发硅的损伤演化 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206007-1206007(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1206007
    [17] 肖冬明, 何宽芳, 王迪.  基于多层有限元模型的激光选区熔化多层瞬态温度场演化规律研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2672-2678.
    [18] 程振, 楚兴春, 赵尚弘, 邓博于, 张曦文.  艾里光束的远场特性及其演化规律 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2906-2911.
    [19] 朱君, 李志全.  SPPs激射中Airy表面等离子的特性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3298-3302.
    [20] 吉选芒, 姜其畅, 苏艳丽, 刘劲松.  中心对称和非中心对称单光子光折变空间屏蔽灰孤子的时间特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 63-68.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  253
  • HTML全文浏览量:  64
  • PDF下载量:  29
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-01
  • 修回日期:  2020-06-14
  • 刊出日期:  2020-09-22

PT对称介质中Airy光束的演化特性研究

doi: 10.3788/IRLA20200165
    作者简介:

    文兵(1981-),男,讲师,博士,主要从事非线性光学方面的研究。Email:wenbing0409@126.com

    通讯作者: 邓杨保(1983-),男,副教授,博士,主要从事超短脉冲的传输、控制、测量及应用方面的研究。Email:dyb5202008@aliyun.com
基金项目:

国家自然科学基金(11947088,61605045);湖南省教育厅科学研究项目优秀青年项目(19B100,19B098);全固态储能材料与器件湖南省重点实验室开放项目(2017TP1024)

  • 中图分类号: O437

摘要: 利用分步傅里叶方法,研究了PT对称介质中Airy光束的演化特性,并从截断系数、调制深度、调制宽度三个参数,研究了其对Airy光束所脱落出的孤子的传输特性的影响。研究结果发现:Airy光束在PT对称介质中传输时,在主峰位置处脱落出一个周期性变化的孤子并且孤子波形会产生一个横向位置的偏移;另外发现,截断系数a越小、调制深度P和调制因子w越大,Airy光束脱落出的孤子的峰均比越大,产生的光束干扰和光束畸变越大,阻碍光纤通信;调制深度P越小、调制因子w越大,Airy光束脱落出的孤子的峰值和峰均比出现了明显的跳跃,传输的稳定性减小,但是脱落出的孤子依然能够稳定地长距离传输。

English Abstract

参考文献 (28)

目录

    /

    返回文章
    返回