胡婧 王欢 季小玲

(四川师范大学物理与电子工程学院, 成都 610068)

当高功率激光通过Kerr 非线性介质传输时, Kerr 效应会严重影响激光的传输特性.实际应用中常遇到像散光束.迄今为止, 像散光束传输特性的研究大都局限于在线性介质中的传输, 而在非线性介质中传输的研究较少, 且还未涉及像散激光束通过含光学系统的Kerr 非线性介质传输变换的研究.本文主要研究Kerr 效应对聚焦光束像散特性和焦移特性的影响, 以及聚焦像散高斯光束的自聚焦焦距和光束焦点调控.在光束扩展情况下, 推导出了聚焦像散高斯光束在Kerr 非线性介质中传输的束宽、束腰位置和焦移的解析公式, 研究表明: 在自聚焦介质中, 随着自聚焦作用增强(如光束功率增强), 光束像散越强, 但焦移越小; 在自散焦介质中, 随着自散焦作用增强(如光束功率增强), 光束像散越弱, 但焦移越大.另一方面, 在光束自聚焦情况下, 推导出了自聚焦焦距的解析公式, 研究表明利用光束像散可以调控光束焦点个数.

1 引 言

像散光束在实际应用中常会遇到, 例如, 当激光垂直入射非旋转对称光学系统或倾斜入射到光学元件表面时, 光束将会发生像散[1−3].像散会严重影响激光传输特性.吴逢铁教授课题组研究了像散对轴棱锥衍射特性的影响与修正[4], 并采用理论和实验方法研究了像散Bessel 光束自重建特性[5].林强教授课题组推导出部分相干扭曲各向异性高斯谢尔模型光束(具有复杂……