寬帶啁啾脈沖激光非線性傳輸過程中的時(shí)空微擾研究

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1、學(xué)校代號：10532學(xué)號：S07101042密級：普通湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文l7‘15j7寬帶啁啾脈沖激光非線性傳輸過程中的時(shí)空微擾研究詮室握童旦期；2Q!Q生三月!Q旦詮室簽趲旦期；2Q!Q生§胃2三旦Thestudyofspatiotemporalperturbationinthenonlinearpropagationofbroadbandchirpedpulselaser?？娔刷鬐CanhuaB．E．(QingDaoUniversityofScienceandTechnology)2007Athesissubmittedi

2、npartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringmInformationandCommunicationEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorFUXiquanMay,2010㈣4舢4Ⅲ—●胛5M2M7腓1●胂Y湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本

3、論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密團(tuán)。(請?jiān)谝陨舷?/p>

4、應(yīng)方框內(nèi)打“√”)日期忍劇9年上月弓9日日期：』沏口年f月3o日●LI■l●I-■●■■●lolIll■『●】●■■■■●_l●-●●I●1寬帶啁啾脈沖激光非線性傳輸過程中的時(shí)窄微擾研究摘要隨著激光技術(shù)和超快光學(xué)的發(fā)展，激光脈沖的頻譜寬度從窄帶邁向?qū)拵?。由于寬帶脈沖激光具有一些新的特點(diǎn)，如時(shí)間寬度很窄、峰值功率高和頻帶很寬，因此在非線性傳輸過程中表現(xiàn)出新的特點(diǎn)。自聚焦是激光脈沖非線性傳輸過程中的一個基本問題，也是困擾高功率激光系統(tǒng)性能的一個主要因素。寬帶脈沖激光是突破這些限制的重要技術(shù)路徑，而且鎖模和啁啾脈沖放大技術(shù)是激光光學(xué)中

5、兩大核心技術(shù)，因此激光脈沖的傳輸放大都與脈沖啁啾相關(guān)。所以，研究寬帶啁啾脈沖激光非線性傳輸過程中的時(shí)空微擾特性，無論從技術(shù)理論上還是實(shí)際需求都是有意義的。本文在已有的自聚焦研究基礎(chǔ)上，從兩方面研究了寬帶脈沖激光的傳輸特性：首先，基于非線性Schr6dinger方程推導(dǎo)出大啁啾脈沖的傳輸方程，利用微擾理論進(jìn)行線性穩(wěn)定性分析，分析了啁啾脈沖激光的時(shí)空不穩(wěn)定性。理論上比較清楚地闡述了寬帶脈沖激光在大啁啾情況下，其時(shí)空噪聲的相互影響與相互作用情況及脈沖啁啾對噪聲微擾調(diào)制的影響，發(fā)現(xiàn)在相同y厶(非線性系數(shù)與峰值強(qiáng)度乘積)的情況下脈沖啁啾對

6、噪聲調(diào)制的增長沒有直接影響。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)上利用非線性介質(zhì)對啁啾脈沖的空間小尺度自聚焦過程進(jìn)行了部分驗(yàn)證，也在數(shù)值上對寬帶啁啾脈沖的時(shí)間噪聲調(diào)制的增長進(jìn)行了模擬分析，發(fā)現(xiàn)大啁啾情形下啁啾或帶寬對微擾調(diào)制基本無影響，該結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果都與理論分析基本一致。其次，結(jié)合齊次平衡原理和F展開技術(shù)研究了具有分布式系數(shù)的廣義(3+1)維非線性Schr6dinger方程的周期行波解及時(shí)空孤子解。隨后對解在不存在時(shí)間維度、不存在空間維度及時(shí)空維度都存在的情況分別進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了孤子波情形，并對時(shí)空孤子的不穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，孤子波的形式

7、與所采用的Jacobi橢圓函數(shù)和橢圓模數(shù)的值以及衍射系數(shù)和色散系數(shù)有關(guān)，而其幅度則與衍射系數(shù)、色散系數(shù)及啁啾有關(guān)；時(shí)空維度下，當(dāng)衍射系數(shù)與色散系數(shù)為分布式系數(shù)即隨傳輸方向作周期性變化且二者相同時(shí)，解能穩(wěn)定傳輸，而其他情形下，解是不穩(wěn)定的。關(guān)鍵詞：寬帶脈沖激光；小尺度自聚焦；時(shí)空不穩(wěn)定性；啁啾；微擾調(diào)制；時(shí)空孤子IIAbstractWiththedevelopmentoflasertechnologyandultrafastoptics，thefrequencyspectrumwidthoflaserpulseadvancesto

8、thewidebandfromthenarrowband．Asthebroadbandpulsed-laserhassomenewfeatures，suchasthepulsewidthisverynarrow,highpeakpowerandbroadband