飞秒激光经空间调制在熔融石英中的成丝研究

发布时间：2021-01-03 10:39

　　随着超快激光光学的发展,飞秒激光在非线性介质中传输时产生等离子体丝的现象引起了人们的关注,而且因其在很多领域具有重要的应用价值,成为了近年来非线性光学的一个重要研究方向。在不同的应用领域中,都对多丝控制及其伴随的超连续辐射的光谱增强提出了要求,因此,本文结合飞秒激光平顶光束和微透镜阵列实现了在熔融石英中形成均匀分布的多丝阵列和对多丝阵列分布模式的调控;同时对伴随多丝阵列产生的超连续辐射进行了研究。首先,通过使用非球面透镜组对光束强度高斯分布的飞秒激光进行空间整形,获得能量均匀的平顶光束。其次,为了更好的说明整形前后成丝及超连续辐射的变化,实验中对比研究了高斯光束和平顶光束在经过微透镜阵列在熔融石英中的成丝分布及其演化过程,研究发现平顶光束可以突破高斯光束本身的局限性,达到更均匀的成丝分布,能够形成长度和强度一致的多丝阵列。最后,本文还进行了高斯光束和平顶光束经微透镜阵列成丝产生超连续辐射光谱的研究,结果表明,相对于高斯光束,平顶光束可以使用更高的入射激光脉冲能量而不会造成介质的损伤,从而可以获得更高脉冲能量和更高转换效率的超连续辐射,这为需要高强度超连续辐射光谱的应用领域提供了一个新的... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：43 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)飞秒激光在空气成丝的图像，(b)光丝横截面的图像

图 1.2 (a)是没有望远缩束系统的成丝分布(b)经过望远缩束系统的成丝分 Grow[17]与 Gaeta 研究了椭圆度与多丝分布的关系，发现随着初形成的多丝主要集中分布在椭圆的长轴或短轴方向。调制后的会形成特定的分布，产生规律分布的多丝。，Pfeifer 等人[18]通过相位模板进行成丝控制。他们利用二维液位模板，使圆形中心区域内相位延时不为 0，周围区域相位为零以形成单丝，抑制了多丝的产生。通过对入射激光引入相位调激光能量会被空间调制，出现周期性光强极大值，这些极大值成丝，可知通过不同的相位模板实现有序的多丝控制。，郝作强等人[19]在激光光束上放置了一个可变孔径光阑，通过研究多丝分布，如图 1.3 所示。

图 1.3 不同孔径光阑下的成丝图.3 可以看出随着光阑直径逐渐从不加光阑到 0.4mm，无序的多丝分区域有丝的产生。改变光阑的大小，实际上是限制了成丝时的能量能量背景池是支持光丝形成以及长距离传输时的必要条件，而且可扰动带来的影响，进而来减少产生多丝的数目和改变多丝的模式，距离和提高了成丝空间的稳定性。9 年，曾斌等人[20]在通过相位板进行了多丝控制。采用的相位板如图位板中心区域与边缘区域存在相位π的变化。未加入相位板时形成了

【参考文献】：
期刊论文
[1]532 nm平顶激光光束用于硅晶圆开槽的研究[J]. 李海鸥,韦春荣,王晓峰,张紫辰,潘岭峰.  激光与光电子学进展. 2017(09)
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[3]新型遥感探测系统——白光激光雷达[J]. 张立文,林晨,辛立,高军毅.  强激光与粒子束. 2008(10)
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博士论文
[1]高斯光束整形技术研究[D]. 高瑀含.长春理工大学 2012
[2]强飞秒激光在大气中的成丝非线性光学研究[D]. 郝作强.中国科学院研究生院（物理研究所） 2007



本文编号：2954836