泵浦光强对激光相位共轭波非线性效应的影响new

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1、第３７卷第２期光学技术Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．２２０１１年３月ＯＰＴＩＣＡＬＴＥＣＨＮＩＱＵＥＭａｒｃｈ２０１１文章编号：１００２－１５８２（２０１１）０２－０２５３－０４泵浦光强对激光相位共轭＊波非线性效应的影响李文琳，李淑凤（大连理工大学物理与光电工程学院，辽宁大连１１６０２４）摘要：分析了泵浦光强对激光相位共轭谐振腔中探测光场的作用。基于稳定性定理，通过确定系统的Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数，数值计算了在不同泵浦光强下的激光相位共轭波的非线性效应。结果显示，泵浦光强是系统的控制参量。调节泵浦光强的数值，系统的动力学性质发生了改变，

2、可以呈现一周期、二周期、四周期以及倍周期分岔、周期并缩和混沌现象。关键词：非线性效应；相位共轭波；Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数；泵浦光强中图分类号：Ｏ４１５．５文献标识码：ＡＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙｔｏｎｏｎｌｉｎｅａｒｅｆｆｅｃｔｏｆｌａｓｅｒｐｈａｓｅ－ｃｏｎｊｕｇａｔｅｗａｖｅＬＩＷｅｎｌｉｎ，ＬＩＳｈｕｆｅｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，Ｌｉａ

3、ｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙｔｏｄｅｔｅｃｔｉｎｇｐｈｏｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｌａｓｅｒｐｈａｓｅ－ｃｏｎｊｕｇａｔｅｒｅｓｏｎａｔｏｒｉｓａｎａｌｙｓｅｄ．ＴｈｅＬｙａｐｕｎｏｖｅｘｐｏｎｅｎｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｔｏｄｅｆｉｎｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｅｆｆｅｃｔｏｆｌａｓｅｒｐｈａｓｅ－ｃｏｎｊｕｇａｔｅｗａｖｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｓｔａｂｉｌｉ－ｔｙｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇｉｎｔｅｎｓ

4、ｉｔｙｉｓｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍｉｓｃｈａｎｇｅｄ．Ｔｈｅｓｔａｔｅｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔａｋｅｏｎ１ｐｅｒｉｏｄｉｃ，２ｐｅｒｉ－ｏｄｉｃ，４ｐｅｒｉｏｄｉｃ，ｄｏｕｂｌｅｐｅｒｉｏｄｉｃｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｏｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｕｍｐｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎｌｉｎｅａｒｅｆｆ

5、ｅｃｔ；ｐｈａｓｅ－ｃｏｎｊｕｇａｔｅｗａｖｅ；Ｌｙａｐｕｎｏｖｅｘｐｏｎｅｎｔ；ｐｕｍｐｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙ［１—９］趣。０引言根据所选用的相位共轭介质的不同，迄今为止，激光相位共轭波是指在非线性光学介质中经过关于激光相位共轭波的研究工作主要分为两类：第诸如四波混频、三波混频或受激散射等过程，产生的一类是由光折变晶体多波混频产生的相位共轭波；一个新的光波场。这个新的光波场与参与非线性相另一类则是以无损耗Ｋｅｒｒ介质作为相位共轭介质，互作用的输入光波场传播方向相反，并且复振幅又在Ｋｅｒｒ介质中由四波混频产生的丰富的双稳

6、、混沌与其相共轭。由于相位共扼波可以补偿激光系统的等非线性现象。从研究结果来看，这两类工作国内波前畸变，从而获得高亮度的激光输出，在光通信、外相关的实验研究比较充分，理论研究相对较少。图像处理、实时信息处理等许多方面具有巨大的应对于第二类研究工作而言，泵浦光强是影响激光相用潜力，因此引起了国内外众多学者极大的研究兴位共轭波非线性效应的关键参量。因此，本文从理＊收稿日期：２０１０－１０－２７Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｗｅｎｌｉｎｌｌ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ作者简介：李淑凤（１９６６－），女，副教授，主要从事光学工程的研究．２５３光

7、学技术第３７卷论上分析了泵浦光强对激光相位共轭谐振腔中探测光在腔内往返的相移；Ｉ１和Ｉ２为两个泵浦光的光光场的作用。通过仿真模拟系统在不同泵浦光强下强；φ１和φ２为两个泵浦光的相位。这里只考虑光强的Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数来确定激光相位共轭波的非线性度，可引用ｘｎ表示。效应。发现在不同的泵浦光强下，系统可以呈现丰令富的动力学行为。ｘｎ＝４Ｉ２Ｉｎ（７）Ｍ＝４ＲＩ２Ｉ１（８）１相位共轭波的理论模型则可将式（３）和式（５）表示为相位共轭谐振腔的结构如图１所示。它是由一ｘｎ＋１＝ＭＪ２（ｘ）（９）０／１ｎ个标准反射镜（ＮｏｒｍａｌＭ

8、ｉｒｒｏｒ，ＮＭ）、一个相位共如果考虑阈值效应或开关行为，则可得到包括两个轭镜（ＰｈａｓｅＣｏｎｊｕｇａｔｅＭｉｒｒｏｒ，ＰＣＭ）以及能够实现参量的映射多级散射的无损耗Ｋｅｒｒ介质作为相位共轭介质构ｘ２［（ｘ）１／２］（１０）ｎ＋１＝ＭＪ０／１ｎ－Ｂ成的。式中Ｂ表示阈值参量。２泵浦光强对激光相位共轭波非