（1+2）维热非局域介质中的双光束远程相互作用数值模拟研究.docVIP

 （1+2）维热非局域介质中的双光束远程相 互作用数值模拟研究# 祁玲敏，陆大全，杨振军，张超，胡巍** 5 10 15 20 25 30 35 （华南师范大学信息光电子科技学院，广州 510631） 摘要：从非线性薛定谔方程和热扩散的泊松方程出发，采用分步傅里叶算法以及多重网格法， 对两束光在（1+2）维热非局域介质中的相互作用规律进行了研究。结果表明，在传输过程 中，两束光以互相缠绕的方式前进。如果选择适当的入射功率、光束间距和倾斜参量，两束 光的传输轨迹在(X,Y)平面上的投影近似为圆形；而在保持入射功率和倾斜参量的大小不变 的情况下，如果仅改变光束入射时的间距，两束光中心的轨迹在(X,Y)平面上的投影依然近 似成圆形。由于在热非局域介质中存在特殊的非线性折射率形成机制，所以尽管两束光离边 界很远，但是仍然能够感受到边界的影响；在输入光整体偏离介质中心或两光束倾斜参量的 绝对值不相等时，它们整体作振荡传输。 关键词：光学；双光束；热非局域介质；相互作用 中图分类号： 42.65.-k，42.65.Jx Numerical study of long-range interaction between two beams in (1+2) dimensional thermal nonlocal media QI Lingmin, LU Daquan, YANG Zhenjun, ZHANG Zhao, HU Wei (Laboratory of Photonic Information Technology,South China Normal University,Guangzhou 510631) Abstract: Based on the nonlinear Schr?dinger equation and Poisson equation of thermal diffusion, We investigate the interaction of double beams in (1+2) dimension thermal nonlocal media, using the slip-step Fourier algorithm and multi-grid method. The results show that the two beams intertwine each other during propagation. However, if the power, the separation distance, and the tilt parameter are appropriate, the projections of the trajectories of the beams on (X,Y) plane approximate circles, even if changing the incident distance between the beams with the size of incident power and tilt parameter unchanged. Because of the strongly nonlocal property of thermal media, the influence of boundaries and initial transverse momentum can be felt when beams are far away from the boundaries; there will be an oscillatory propagation when the mass center of the input field deviates from sample center or the initial transverse momentum is unequal to zero. Key words: optics;double beams;thermal nonlocal media;interaction 0 引言 非局域介质中的光传输问题是近十几年来受到强烈关注的研究领域。非局域介质是指： 当光束在非线性介质中传输时，若介质对光场的非线性响应不仅与该点的光场有关，而且与 空间其他点处的光场有关，则称此介质为空间非局域非线性介质。非线性响应的空间范围越 大，介质的非局域性就越强。1997 年 Snyder 和 Mitchell[1]提出了在强非局域条件下的非局域 基金项目：国家自然科学基金11174090；广东省高等学校科技创新团队计划 （06CXTD005），教