空间诱导产生艾里-贝塞尔光弹研究

任志君; 吴琼; 周卫东; 吴根柱; 施逸乐

doi:10.7498/aps.61.174207

摘要

利用波动方程,研究了脉冲贝塞尔光束在自由空间传输时的空间诱导群速度色散(SIGVD)效应. 结果表明,三阶SIGVD能使脉冲贝塞尔光束的时域逐渐演化为艾里分布. 由于艾里-贝塞尔光弹是一种新奇的时、空都不扩展的局域波包, 能在光与物质相互作用的很多应用领域发挥作用.因此,本文提出了通过色散管理技术补偿二阶SIGVD,利用三阶SIGVD在自由空间产生艾里-贝塞尔光弹的方案. 为分析这种光弹的时空传输特性,数值模拟了它在色散介质中的传输情况. 结果表明,这种光弹能在色散介质中保持空域不衍射、时域不色散的稳定传输.

关键词:

Abstract

Based on wave equation, we theoretically study the effect of spatially induced group velocity dispersion (SIGVD) of pulsed Bessel light beam propagation in free space. The results show that the third-order SIGVD can make pulsed Bessel beam gradually evolve into temporally Airy distribution. Airy-Bessel wave packet is such an exotic localized optical wave packet that it can possibly serve versatile tool in the research of light-matter interactions and has extensive applications. Hence we demonstrate the realization scheme of Airy-Bessel light bullets in free space by compensating the second-order SIGVD through utilizing dispersion management technique. To analyze the spatiotemporal propagation properties, we numerically simulate this light bullet propagation in a dispersion medium. The results show that it can retain spatial diffraction-free and temporal dispersion-free propagation in medium.

Keywords:

light bullets /
spatially induced group velocity dispersion /
Bessel beam /
Airy distribution

作者及机构信息

1.
浙江师范大学信息光学研究所, 金华 321004

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11074221, 61178034); 浙江省自然科学基金(批准号: Y1100041)和"浙江师范大学创新团队"项目资助的课题.

Authors and contacts

1.
The Institute of Information Optics, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11074221, 61178034), the Natural Science Foundation of Zhejiang (Grant No. Y1100041) and the program for Innovative Research Team, Zhejiang Normal University.

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