超短光脉冲在圆柱对称性共振介质中的传播特性

摘要

用有限差分方法求解Maxwell和Bloch的联立方程,得到圆柱对称共振介质中超短光传播的规律.计算结果表明,在考虑空间效应时,峰面积为2π的超短光脉冲不再以孤子的形式传播,光场的形状将发生变化,变形的程度和光与物质相互作用的强度有关:强度较小时,光场包络在时间和空间两方面都展宽;强度较大时,则发生分裂.光与物质相互作用的强度与光场大小、偶极矩、共振粒子浓度等因素有关.计算中解决了在圆柱中心线上Maxwell方程存在发散项1/r以及用圆柱中心线作为边界条件时,中心线上光场值难确定的问题,因而光场只需从圆柱中心计算到圆柱边界,和以圆柱的两条边作为边界条件比较,节省了将近一半的计算时间和计算机存储空间.