Airy光束在自由空間和光折變介質(zhì)中傳輸特性的研究.pdf

1、衍射是光束的一個基本特性，在真空或均勻介質(zhì)中傳輸時，由于衍射作用光束會發(fā)生展寬，能量會發(fā)散。但是光學(xué)領(lǐng)域中存在一類獨特的光束能夠無衍射傳輸，其中常見的是貝塞爾光束。貝塞爾光束具有無衍射和自愈特性，為研究其它無衍射光束奠定了基礎(chǔ)。然而，Airy光束作為一種無衍射光束，具有無衍射和自愈特性的同時，還有其特有的自加速特性。Airy光束在粒子操控，光子彈和等離子彎曲通道等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值。本文通過數(shù)值仿真研究了Airy光束在自由空間和光折

2、變介質(zhì)中的傳輸特性，主要內(nèi)容和成果有:
　　1.研究了Airy光束在自由空間中傳輸時，橫向尺度x0、波長λ0和指數(shù)衰減因子a對傳輸?shù)挠绊?。橫向尺度x0越大時，Airy光束主瓣的半高全寬越大，橫向自加速越慢;隨著波長λ0地不斷增加，Airy光束橫向自加速加快，光束偏轉(zhuǎn)越明顯。指數(shù)衰減因子a的影響主要體現(xiàn)為，a越大時，Airy光束的旁瓣能量衰減加快，最后變成類高斯光束，在傳輸時無法保持自加速特性，并會發(fā)生衍射展寬。
　　2.研究

3、了Airy光束在光折變介質(zhì)中的傳輸。在自散焦非線性作用下，Airy光束會發(fā)生展寬，但仍能保持原有的強(qiáng)度分布和自加速特性;在自聚焦非線性作用下，Airy光束的強(qiáng)度分布和自加速特性被破壞。引入光子晶格后，當(dāng)Airy光束主瓣在晶格點入射時，在適當(dāng)?shù)耐馄珘篤0和晶格強(qiáng)度I0條件下，光束能量會被束縛在晶格點上，從而抑制了Airy光束的自加速特性。在晶格點上加入正、負(fù)缺陷，正缺陷會使光束的能量束縛更劇烈，負(fù)缺陷會使主瓣的能量向鄰近晶格點擴(kuò)散。