應(yīng)用開孔Z-scan技術(shù)研究飛秒光限幅效應(yīng).pdf

1、鑒于激光在軍事以及其它行業(yè)運(yùn)用過程中所帶來的潛在威脅,各國積極開展了關(guān)于激光防護(hù)的研究。其中,基于材料光學(xué)非線性原理制作的光防護(hù)器件在很多方面都顯示出了其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),因此,關(guān)于非線性光限幅的研究被廣泛的開展。
　　 本文總結(jié)了近年來國內(nèi)外對于非線性光限幅的研究,歸納了其各自的實(shí)驗(yàn)條件、方法及其特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)大多的光限幅實(shí)驗(yàn)采用的是納秒、皮秒光源,同時(shí),主要的研究手段是將樣品固定在透鏡焦點(diǎn)處,調(diào)節(jié)入射光的能量來測量材料的非線性光限幅效

2、應(yīng)。在峰值功率很強(qiáng)的飛秒激光脈沖入射情況下,利用以前的方法會打壞樣品。因此,本文提出利用單光束開孔Z-scan方法測量樣品在飛秒脈沖激光入射情況下的光限幅效應(yīng)。詳細(xì)介紹了單光束開孔Z-scan技術(shù)和相關(guān)分析理論,建立了利用開孔Z-scan研究飛秒光限幅效應(yīng)的理論模型,完成了光限幅的計(jì)算。在飛秒光限幅實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?必須要用到激光光斑尺寸的大小,本文詳細(xì)分析對比了多種測量激光光斑大小的方法,結(jié)合實(shí)際情況,選擇采用刀口法測量實(shí)驗(yàn)所用光源的束腰半

3、徑。通過刀口法測量激光光斑尺寸的理論計(jì)算,得出在刀片遮擋時(shí),光功率透過率為97.725％與2.275％之間的距離為光斑直徑。搭建了三維實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行測量,擬合結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)所用光源的束腰半徑為41微米。
　　 根據(jù)所建立的理論模型測量了ZnSe晶體在800 nm、28 nJ、130 fs、10 Hz的激光脈沖入射情況下的非線性吸收特性,得出非線性吸收系數(shù)為β=6.25×10-11·W-1,結(jié)果顯示該晶體具有很強(qiáng)的限幅能力,響應(yīng)閾值在