激光光束质量因子的研究进展 被引量：5

1

作者 丁培宏 屈军 +1 位作者 孟凯 崔执凤 《应用激光》 CSCD 北大核心 2007年第2期113-117,共5页

本文详细分析了各种光场下光束质量M2因子。在不同的场中,A.E.Siegman当初所定义的M2因子,已经有了很大的变化,因而M2因子的特性也与当初不同,不仅M2因子可以大于等于1,而且可以小于1,甚至小于0。其反映的物理意义,也从经典场中的衍射... 本文详细分析了各种光场下光束质量M2因子。在不同的场中,A.E.Siegman当初所定义的M2因子,已经有了很大的变化,因而M2因子的特性也与当初不同,不仅M2因子可以大于等于1,而且可以小于1,甚至小于0。其反映的物理意义,也从经典场中的衍射极限倍数,变化为非经典场中的准直性量度以及对空间相干性的某些反映。此外还列举并分析了几种特殊的光束质量因子,最后讨论了M2因子应用的问题并指出了其局限性。 展开更多

关键词 M^2因子 光强二阶矩 非线性自聚焦 空间相干性 像散光束

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高功率激光系统中全息“热像”效应 被引量：7

2

作者 谢良平 粟敬钦 +4 位作者 景峰 赵建林 王文义 王逍 彭志涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期571-574,共4页

　对高功率激光系统中存在的一种类似于小尺度自聚焦的非线性过程———"热像"效应进行了理论分析和模拟计算。当一束经过遮光物调制的激光光束通过非线性介质后,在随后的光路上将产生一个亮点,即"热像"。"热... 　对高功率激光系统中存在的一种类似于小尺度自聚焦的非线性过程———"热像"效应进行了理论分析和模拟计算。当一束经过遮光物调制的激光光束通过非线性介质后,在随后的光路上将产生一个亮点,即"热像"。"热像"处的光强比背景光强大几倍,因此位于"热像"附近位置的光学元件很可能遭受损伤。从全息成像的角度对"热像"的形成过程进行了分析。结果表明:"热像"的位置处于以非线性介质为中心与遮光物大约对称的地方,"热像"的光强是原始光强的(1+B)2倍。计算机模拟与理论计算结果吻合较好,验证了上述结果。 展开更多

关键词 热像 全息成像 非线性自聚焦 光学损伤 高功率激光

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基于空间分辨法分析时间低相干光自聚焦效应

3

作者 单翀 孔令豹 +7 位作者 崔勇 季来林 赵晓晖 李福建 饶大幸 赵元安 隋展 邵建达 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期36-45,共10页

时间低相干光由于其瞬时宽带的物理特性,在激光惯性约束聚变中得到了广泛的关注.然而其复杂的时间尖峰结构或将诱导非线性自聚焦效应的放大.同时,传统的非线性自聚焦特征数值的测试方法中,多数材料的表面损伤先于体内自聚焦成丝损伤发生... 时间低相干光由于其瞬时宽带的物理特性,在激光惯性约束聚变中得到了广泛的关注.然而其复杂的时间尖峰结构或将诱导非线性自聚焦效应的放大.同时,传统的非线性自聚焦特征数值的测试方法中,多数材料的表面损伤先于体内自聚焦成丝损伤发生,这为对比不同激光的非线性效应带来巨大影响.本文利用短焦距透镜对熔石英进行紧聚焦,通过调节入射激光能量,在避免前表面损伤的前提下,诱导熔石英产生自聚焦成丝损伤.随后通过理论计算对光束在样品体内传输过程的光斑变化进行空间分辨处理,并得到对应细分位置的非线性数值.最终将各个位置对应的非线性相位变化值进行积分,得到前表面无损条件下材料的非线性自聚焦特征数值.测试结果表明时间低相干光的非线性自聚焦效应比传统单模脉冲激光更强.本文不仅设计了一套更加精确的对比不同激光非线性效应的测试方法,同时也探明了时间相干性对于非线性自聚焦效应的影响机制,为高功率时间低相干激光器的设计提供理论依据和参考. 展开更多

关键词 惯性约束核聚变 时间低相干光 非线性自聚焦 特征数值 空间分辨法

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基于光线光学的非线性自聚焦现象的仿真分析 被引量：3

4

作者 阮望超 岑兆丰 +2 位作者 李晓彤 刘洋舟 庞武斌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期156-161,共6页

采用光线光学方法对非线性自聚焦现象进行仿真,能够从宏观上直观地体现强激光的传输过程,同时避免采用近轴近似、自相似近似等.本文采用在光传输路径上垂直于光轴切片的方法,将光的非线性传输转化为切片上的光对折射率的调制作用和切片... 采用光线光学方法对非线性自聚焦现象进行仿真,能够从宏观上直观地体现强激光的传输过程,同时避免采用近轴近似、自相似近似等.本文采用在光传输路径上垂直于光轴切片的方法,将光的非线性传输转化为切片上的光对折射率的调制作用和切片间的线性传输.在切片端面上统计光强后对量化误差进行了抑制,而线性传输过程采用了亚当斯法求解光线方程从而解决了龙格库塔法等不能用于非线性光传输仿真的问题.仿真结果显示,强激光自聚焦在轴上有多个焦点,且第一个焦点的位置随光功率的增大而更靠近入射位置;由于追迹的是实际光线,故可以得到近轴区以外区域自聚焦及成丝(环)的情况,这对于强激光系统安全是有重要意义的.利用已有的同样基于光线追迹方法的光学设计、仿真软件,可以把非线性自聚焦介质和线性介质结合起来,仿真光在实际强激光系统中的传输. 展开更多

关键词 实际光线追迹 非线性自聚焦 光传输仿真

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超高光束质量研究 被引量：3

5

作者 王绍民 陆璇辉 +3 位作者 林强 朱精敏 陈宏平 赵道木 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第4期476-480,共5页

提出了边界波具有π跃变性质的假说，作为惠更斯—菲涅耳原理的补充。根据该假说，在腔外和腔内实现了一系列新光束。重要的是，实现了等效光束质量因子小于１的新光束ＣＯ２激光器。这可看作是可控非线性自聚焦的结果。

关键词 光束质量 非线性自聚焦 激光

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受控非线性自聚焦 被引量：1

6

作者 王绍民 赵道木 朱九皋 《应用激光》 CSCD 北大核心 1996年第2期50-51,共2页

在高功率密度激光作用下，某些线性介质中会产生非线性自聚焦现象。非线性自聚焦的产生过程具有丰富的内涵。在一定条件下它是可控的．受控成模后在线性介质中传播保持其模不变。

关键词 非线性自聚焦 可控性 新光束 二氧化碳激光器

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纳秒激光水击穿成丝实验研究

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作者 李彬厚 陈建国 +2 位作者 韩敬华 张秋慧 贾俊 《光学与光电技术》 2010年第6期56-59,共4页

为了研究水与纳秒激光相互作用的现象,利用相机拍摄了经显微镜放大之后的击穿区域的图像。激光射入水中后,若激光功率超过击穿阈值,水被击穿,在传播方向上形成纺锤形状的等离子体光点,同时在纵向上出现光束分裂和多丝现象。增大入射能量... 为了研究水与纳秒激光相互作用的现象,利用相机拍摄了经显微镜放大之后的击穿区域的图像。激光射入水中后,若激光功率超过击穿阈值,水被击穿,在传播方向上形成纺锤形状的等离子体光点,同时在纵向上出现光束分裂和多丝现象。增大入射能量,传输方向上光点变密,纵向上多丝现象更加明显。利用B-T理论模拟了一维光场经调制之后的光场分布,与实验结果吻合较好。 展开更多

关键词 水击穿 成丝 非线性自聚焦 等离子体散焦

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大气非线性自聚焦效应对艾里光束上行大气传输的影响

8

作者 罗静 季小玲 李晓庆 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期69-75,共7页

采用数值模拟方法研究了大气非线性自聚焦效应对艾里光束上行大气传输特性和光束质量的影响,结果表明:大气自聚焦效应随着艾里光束指数截断因子的增大而增强,并会导致艾里光束的实际焦点向靶面移动。采用预散焦方法可使靶面上的光束始... 采用数值模拟方法研究了大气非线性自聚焦效应对艾里光束上行大气传输特性和光束质量的影响,结果表明:大气自聚焦效应随着艾里光束指数截断因子的增大而增强,并会导致艾里光束的实际焦点向靶面移动。采用预散焦方法可使靶面上的光束始终保持艾里轮廓,同时可使靶面光强得到显著提高。本文得到了预散焦的焦距公式,并证实了其有效性。研究发现:预散焦后,即使光束功率远远超过了自聚焦临界功率,非均匀大气的自聚焦效应也不会破坏艾里光束的自加速特性,有助于地基激光束避开障碍物,清除空间碎片。在相同的功率下,艾里光束相比高斯光束在碎片靶面上有更高光强,并且艾里光束具有更强的抵抗自聚焦效应的能力。因此,艾里光束比高斯光束更适合地基激光对空间碎片的清除。 展开更多

关键词 大气光学 艾里光束 非线性自聚焦效应 激光大气传输 传输特性 光束质量

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球差对高功率激光上行大气传输光束质量的影响 被引量：1

9

作者 黄梓樾 邓宇 季小玲 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期240-247,共8页

地基激光空间碎片清除等激光烧蚀推进在太空中的应用中,激光功率已远超过大气非线性自聚焦临界功率,因此自聚焦效应是影响光束质量的重要因素.此外,由于高功率激光产生过程中的非线性效应,光束常伴有球差.本文采用数值模拟方法,研究了... 地基激光空间碎片清除等激光烧蚀推进在太空中的应用中,激光功率已远超过大气非线性自聚焦临界功率,因此自聚焦效应是影响光束质量的重要因素.此外,由于高功率激光产生过程中的非线性效应,光束常伴有球差.本文采用数值模拟方法,研究了球差对高功率激光上行大气传输光束质量的影响.研究表明:对于大尺寸(光束发射尺寸)光束,利用正球差可提高靶面光强.然而,对于小尺寸光束,则需利用负球差提高靶面光强.并且,大尺寸比小尺寸光束更适合地基激光空间碎片清除等应用.在线性衍射效应和非线性自聚焦效应共同作用下,存在一个最佳发射功率使得靶面光强最大化,本文拟合出了大尺寸光束的最佳发射功率的公式.另一方面,由于衍射、自聚焦和球差均导致焦移,这使得靶面光束质量变差.本文推导出了大尺寸光束情况下透镜修正焦距公式,这样可把将实际焦点移至靶面,从而提高靶面光束质量.本文所得结论具有重要的理论和实际应用意义. 展开更多

关键词 球差 非线性自聚焦效应 高功率激光上行大气传输 光束质量

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关于光束质量因子M2的几点看法 被引量：13

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作者 杨焕雄 赵道木 +1 位作者 陆璇辉 王绍民 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第8期709-714,共6页

通过分析光束远场发散角的二阶矩定义的局限性，讨论普遍情形下远场发散角的定义方法，提出并举例论证了“Ｍ２因子本质上是光束准直性的量度，在介质中传输的光束当非线性效应不可忽略时其光束质量Ｍ２因子不受Ｍ２≥１判据限制”的观... 通过分析光束远场发散角的二阶矩定义的局限性，讨论普遍情形下远场发散角的定义方法，提出并举例论证了“Ｍ２因子本质上是光束准直性的量度，在介质中传输的光束当非线性效应不可忽略时其光束质量Ｍ２因子不受Ｍ２≥１判据限制”的观点，重申了Ｍ２≥１与量子力学测不准原理在物理内容上的无关性。 展开更多

关键词 M^2因子 远场发散角 角谱理论 激光光束质量

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自聚焦激光束光束质量评价的功率谱密度方法 被引量：11

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作者 彭志涛 景峰 +9 位作者 刘兰琴 朱启华 陈波 张昆 刘华 张清泉 程晓峰 蒋东镔 刘红婕 彭翰生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期87-90,共4页

把功率谱密度分析的方法引入到激光束光束质量的评价中 ,分析了自聚焦激光束的近场分布 ,研究了强激光非线性自聚焦的一般规律 ,给出了在一定强度调制下的光束经过钕玻璃介质发生自聚焦成丝效应的B积分阈值条件 ,实验和理论模拟结果基... 把功率谱密度分析的方法引入到激光束光束质量的评价中 ,分析了自聚焦激光束的近场分布 ,研究了强激光非线性自聚焦的一般规律 ,给出了在一定强度调制下的光束经过钕玻璃介质发生自聚焦成丝效应的B积分阈值条件 ,实验和理论模拟结果基本一致 . 展开更多

关键词 激光束 光束质量 评价 功率谱密度 非线性自聚焦 钕玻璃介质 高功率激光系统

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