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0. 引 言
有限能量艾里光束由于具有横向自加速特性和自愈特性等奇异特性而受到学界的广泛
研究
[1-2]
,在光子弹
[3]
、微粒清除
[4]
、弯曲的等离子体通道
[5]
、光通信路由
[6]
、光互连
[7]
、图像
信号传输
[8]
、真空电子加速
[9]
及激光成丝
[10]
等方面具有重要的应用价值。此外,具有自加速
特性的自陷光束,也称为非线性加速光束
[11]
,是在非线性光学材料中形成的另一种具有横
向自加速特性的光束,在同步共振辐射
[12]
及气液相中粒子的微观分布调控
[13]
等领域具有很
高的潜在应用价值。目前,利用介质的非线性机制操控光束的演化是光场调控领域的重要
手段之一,究其原因是光波在非线性光学材料中传播时而导致产生的一些新颖现象,比如
在自散焦或自聚焦的非线性机制下可以形成亮暗空间孤子
[14]
和局域表面波
[15]
等。所以,许
多研究人员对有限能量艾里光束或非线性加速光束在光学材料中的产生、传输、交互及调
控等方面进行了深入的研究
[16-38]
。
通常,当单束有限能量艾里光束以一定初始振幅在非线性光学聚焦材料中传导时,部
分能量会被非线性光学聚焦材料剥离产生单个或若干个呼吸孤子,剩余能量则在原加速轨
迹上继续传输
[16-21]
。然而,当两束有限能量艾里光束或非线性加速光束在非线性光学材料
中传输交互时会导致弯曲模式消失,在不同入射角度、初始间隔、相位差及初始振幅的情
形下会产生不同的呼吸孤子或孤子对。比如,张贻齐团队对有限能量艾里光束和非线性加
速光束在饱和与克尔非线性光学材料中的交互效应进行了研究,并指出处于同相位的两加
速光由于相互吸引将形成具有束缚态的单呼吸孤子;处于反相位的两加速光由于排斥力会
产生孤子对
[22-23]
。张美志团队对具有背景辐射的 LiNbO
3
钙钛矿型晶体和光折变晶体中自加
速光的交互效应进行了探究,并研究了它的瞬态特性
[24-25]
。Diebel 等人对二维情况下多束
有限能量艾里光束的交互效应进行了探究
[26]
。申明团队对有限能量艾里光束在向列相液晶
中和非局域非线性光学材料中的交互进行了分析,并对有限能量艾里光束的非相干交互控
制进行了讨论
[27-29]
。展凯云团队对有限能量艾里光束在扩散非线性光折变晶体中的交互效
应进行深入分析后,提出可以通过改变光束入射角度对交互作用进行控制
[30-31]
。姜其畅团
队对艾里高斯光束在中心对称光折变晶体中的交互特性进行了深入地分析
[32]
。笔者课题组
也对竞争型非线性、饱和非线性和具有二次电光效应的光折变晶体中有限能量艾里光束的
传输与交互作用进行了深层次研究
[35-38]
。此外,研究人员还利用分数阶效应调控有限能量
艾里光束的传输和交互,并观察到了分裂孤子对、锯齿传输孤子对及大初始间隔光束间的
相互吸引或排斥等新颖现象
[39-43]
。光伏光折变非线性一直以来都是研究人员研究光孤子形
成的重要机制,与其他非线性机制相比,其主要特点是可以形成暗光伏孤子
[44]
,在光开关
的制备方面具有重要应用价值。笔者课题组利用光伏光折变非线性对艾里高斯光束传输特
性已进行了较为详细的分析
[45]
,但自加速光束在有偏压光伏光折变介质中的交互效应目前
研究甚少。