空气中紫外波长局域涡旋光孤子的解及其稳定性

根据紫外波长光束在空气中传输时的非线性效应得到包含氧分子三光子电离等非线性效应的薛定谔方程。由该非线性薛定谔方程出发，研究了紫外波长光束在空气中传输时局域涡旋光孤子的形成。将涡旋孤子的形成和粒子在势阱中的运动联系起来，讨论了光束在空气中形成局域涡旋光孤子的初始条件。数值求解了柱坐标下的涡旋孤子解，随着初始幅值的变化，方程出现单环、双环等孤子解；分析了孤子解光强分布随着传播常数的变化情况，并得出光束尺度和脉冲能量对应初始幅值的变化关系。同时分析了孤子解的扰动稳定性，验证了Skarka所推导的一般性判据。