西南交通大学 物理科学与技术学院， 成都 610031
以线性传输模型为对比研究了不同初始能量的环形光束在空气中的非线性传输。结果显示，在传输初始阶段，非线性克尔效应减弱了线性空间啁啾导致的聚焦作用。线性聚焦使能量向光轴方向流动导致强光强核心，在光轴附近生成类高斯脉冲结构，增强了非线性自聚焦效应，导致光强急剧增加形成光丝。环形光束的初始能量的大小能够影响自聚焦焦距、光丝长度和光强通量。自聚焦焦距随着初始脉冲能量的增加而减小，但自聚焦焦距与初始功率的开方不成反比（这点与高斯光束不同）。光丝长度随着初始脉冲能量的增加而增加。轴上光强通量随初始脉冲能量的增加而增加。
飞秒激光 光丝 环形脉冲 非线性传输 femtosecond laser pulse filamentation annular Gaussian beam nonlinear propagation 强激光与粒子束
2016, 28(8): 28081001
西南交通大学 物理科学与技术学院, 成都 610031
轴对称超短强激光在空气中的传输可以用2D+1维非线性薛定谔方程来描述，该方程一般可用FCN方法进行求解，即在时间上应用快速傅里叶变换方法、在空间横截面上采用Crank-Nicholson差分法。但由于计算非常耗时，传统串行的FCN方法只能计算强激光在百m量级距离上传输。基于OpenMP设计了求解2D+1维非线性薛定谔方程的并行方法及其程序。数值模拟结果证明了程序的正确性和较高的并行效率。当线程数为15时并行加速比为12。此并行方法可应用于模拟长距离的超短超强激光的传输。
非线性薛定谔方程 飞秒强激光 并行计算 nonlinear Schrdinger equation a femtosecond high-intensity laser OpenMP OpenMP parallel computing 强激光与粒子束
2015, 27(11): 111002
西南交通大学 物理科学与技术学院, 成都 610031
用数值方法研究了各阶克尔非线性折射系数对强激光传输的影响，结果显示第7阶克尔非线性系数和第9阶克尔非线性系数协同影响激光传输，当第7阶克尔效应起作用时，忽略第9阶克尔效应的作用会导致光强随传输距离震荡剧烈，传输非常不稳定。要得到稳定传输需要第7阶克尔非线性系数和第9阶克尔非线性系数同时起作用或同时不起作用。在自聚焦阶段第3阶非线性折射率对折射率改变起主要作用，在稳定光丝传输阶段第7阶克尔非线性系数,第9阶克尔非线性系数起主要作用。第5阶克尔系数在整个传输过程中对折射率的改变一直比较小。
飞秒激光脉冲 激光传输 光丝 高阶克尔效应 femtosecond laser pulse laser propagation filamentation higher-order Kerr effects 强激光与粒子束
2015, 27(4): 041007
西南交通大学电磁场与微波技术研究所, 四川 成都 610031
在大气无线光通信中, 大气中的雾滴会导致激光信号严重衰减, 从而使得脉冲信号的时间展宽和能量衰减。应用蒙特卡洛多次散射模型对1.064 μm激光脉冲在雾中的传输特性进行了数值模拟。在模拟中, 基于米氏散射理论, 计算出了光在不同雾能见度下的散射相函数值, 并通过随机抽样方法得到了随机数与散射角的对应关系。与采用H-G相函数近似表示粒子对光的米氏散射特性的方法相比, 这种方法更精确。在此基础上, 模拟了不同雾环境和接收视场角下激光信号的脉冲响应特性。
光通信 相函数 蒙特卡洛 脉冲响应 optical communication phase function Monte Carlo method impulse response
