小损耗介质中非相干耦合光束的传输特性

2021-02-25王锦丽钟春晓任喜梅李蓉

量子电子学报 2021年1期

王锦丽, 钟春晓, 任喜梅, 李蓉

(华东交通大学理工学院, 江西南昌 330031)

0 引言

光束在非线性介质中传输时,当其衍射效应和自聚焦效应达到平衡,可以实现光束的空间波包不随传输坐标而改变的“自陷”传输[1-3],此时光束可称为空间光孤子。空间光孤子理论是实现光控光技术的基本原理之一,基于孤子之间的传输特性以及相互作用,改变空间孤子的孤子参量和选择介质的一些物理特性可以进行孤子的自控,进而实现全光操纵,这在全光计算、全光信息处理、全光网络以及量子测量等方面都有广阔的应用前景[4-6]。

近年来,人们对各种空间光孤子展开了大量研究[7-13],大部分的探讨基于介质无损耗情形,事实上,光束在介质中传输时不可避免地会存在损耗,研究损耗对孤子的传输特性和孤子间的相互作用产生的影响对信号处理及全关开关的应用研究能提供理论参考[14-16]。本文用变分法探讨了存在介质损耗时平板波导中两束中心重合的非相干光束的传输规律,得到了与变分参数有关的一组常微分方程,用解析法描述了传输过程中光束的振幅、间距、相位等参数的演化特性。在此基础上,导出了两孤子相互作用的势函数,讨论了损耗对非相干耦合空间光孤子对相互作用的影响。