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Propagation of few-cycle pulses in nonlinear Kerr media: harmonic generation

机译：非线性Kerr介质中几周期脉冲的传播：谐波产生

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We apply our recently developed time-transformation method for studying the propagation of few-cycle optical pulses inside a nonlinear Kerr medium after taking into account that changes in the refractive index vary with the electric field as E~2 and not by its average over an optical cycle. Our technique correctly predicts carrier-wave shocking and generation of odd-order harmonics inside a Kerr medium, the two features found earlier with directly solving Maxwell's equations using the finite-difference time-domain (FDTD) methods. We extend our method to study the impact of a finite response of the Kerr nonlinearity on harmonic generation and to include chromatic dispersion that cannot be ignored for ultrashort pulses. We show that nonlinear effects can help in controlling the width of an ultrashort pulse, even though it cannot propagate as a fundamental soliton. Our time-transformation method provides an alternative to the FDTD technique, as it deals with the electric field directly but does not require step size to be a small fraction of the wavelength, resulting in much faster computation speeds.
机译：考虑到折射率的变化随电场变化为E〜2而不是随电场的平均值变化，我们应用我们最近开发的时间变换方法研究非线性Kerr介质内的几个周期光脉冲的传播。光学循环。我们的技术正确地预测了Kerr介质内部的载波冲击和奇数阶谐波的产生，这是先前使用有限差分时域（FDTD）方法直接求解麦克斯韦方程组时发现的两个特征。我们扩展了方法，以研究Kerr非线性的有限响应对谐波产生的影响，并包括超短脉冲不能忽略的色散。我们表明非线性效应可以帮助控制超短脉冲的宽度，即使它不能作为基本孤子传播。我们的时间变换方法提供了FDTD技术的替代方法，因为它可以直接处理电场，但不需要步长为波长的一小部分，因此计算速度更快。

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