井晨睿,亓协兴,王朝晖,马宝红

(1.洛阳师范学院物理与电子信息学院,河南 洛阳 471934;2.河南省电磁传输与探测重点实验室,河南 洛阳 471934; 3.洛阳电光设备研究所,河南 洛阳 471000)

1 引 言

飞秒激光脉冲在气体介质中传输会形成明亮的光丝现象。由于其重大的物理意义与诱人的应用前景,成为近年来现代光学的热门研究领域[1-2]。飞秒激光光丝由于其具有传输距离远,承载光强高等诸多优点已被证实在高次谐波产生[3-4],多光子电离[5],太赫兹产生[6-7],空气激光[8-10]等领域有着重要的应用。基于飞秒激光成丝的众多潜在应用,对光丝的时空特性进行调控有着重要的意义。近年来研究人员提出了一些调控光丝特性的方法[11-16],其中对入射激光脉冲进行时空整形[17]是一种有效手段。

通常情况下,激光器发出的标准高斯光束经过光阑或者空间相位调制器可以变为超高斯光束。由于飞秒激光的非线性成丝过程对入射光束的空间形态非常敏感,因此利用高斯光束和超高斯光束产生的光丝应展现出不同的特性。基于以上分析本文对高斯光束和超高斯光束成丝特性进行了对比。通过理论计算发现,与传统的高斯光束相比,在相同的条件下,利用超高斯光束成丝可以在轴上产生更高钳制光强以及等离子体密度。根据这一结论,在飞秒激光成丝诱导的超快光谱实验中,利用超高斯光束代替传统高斯光束作为泵浦有利于进一步提升光谱强度。

2 理论模型

为了研究超高斯激光脉冲在空气介质中的成丝特性,本文采用薛定谔传输方程作为理论模型进行计算。……