非線性傳輸過程中直邊衍射對超短脈沖激光影響研究.pdf

1、空間衍射是激光非線性傳輸過程中產(chǎn)生小尺度自聚焦的主要原因，小尺度自聚焦會導致激光離軸方向的能量聚集在某些空間位置。這些空間位置的強度由于能量的聚集而增加，嚴重時會對傳輸介質(zhì)和激光元器件造成損傷。小尺度自聚焦過程中，激光的時域分布也會因為激光能量的流動而發(fā)生變化。非線性介質(zhì)中由于色散和非線性效應相互作用會產(chǎn)生時域不穩(wěn)定性，時域不穩(wěn)定性會導致激光的時域分布也變得不均勻，嚴重時會使得光脈沖分裂。本文采用直邊作為空間衍射，研究了直邊衍射對超短脈

2、沖激光時空不穩(wěn)定性強弱的影響，并且通過實驗得到了直邊衍射下超短脈沖激光非線性時空演化規(guī)律。
　　首先，根據(jù)激光的廣義非線性薛定諤方程推導出了激光的時空不穩(wěn)定性的增益表達式。研究發(fā)現(xiàn)，時空不穩(wěn)定性增益譜的范圍會隨著輸入功率地增加而增加，并且增益譜的最大增益和最快增長頻率也都會增加。緊接著，分析了空間衍射線性傳輸理論，得到了直邊衍射的空間強度分布和空間頻譜分布的解析解。
　　其次，通過理論和實驗分析了不同直邊衍射參數(shù)下超短脈沖激

3、光小尺度自聚焦的演變規(guī)律。隨著截斷系數(shù)地增加，衍射調(diào)制效應增強，當直邊邊緣所處位置超過激光的中心位置時，衍射效應開始下降。與此同時，截斷系數(shù)越小，激光所遮擋的部分越少，激光傳輸?shù)挠行Чβ示蜁黾?，功率增加，空間不穩(wěn)定性增強，小尺度自聚焦效應增加。當截斷系數(shù)持續(xù)減小時，小尺度自聚焦效應持續(xù)增強，激光出現(xiàn)分裂。另外，衍射距離也會影響小尺度自聚焦的空間分布。當衍射距離增加時，衍射條紋展寬，新增長的調(diào)制點開始遠離衍射主峰。
　　最后，研究