冯瑞麟 朱 笛 董柳青 高中坤 孙晓东

（1.天津市光电检测技术与系统重点实验室；2.天津工业大学电气与电子工程学院；3.天津工业大学生命科学学院）

本文研究了利用步进相位板调控超短脉冲激光在空气中形成光丝的空间分布模式。由于多丝的无序分布大大限制了成丝现象在实际中的应用，本文介绍了不同阶数相位板对光丝空间分布的影响。观察到半圆相位板、四分之一圆相位板、六分之一圆相位板、八分之一圆相位板可分别得到二、四、六、八条光丝，并且这种现象在十六分之一圆相位板和三十二分之一圆相位板中仍然可以观察到。模拟仿真结果表明，相位板的几何形状决定了光丝阵列的数量和空间分布模式。通过使用不同焦距的透镜则可以调控光丝间间距和长度，并且在一定范围内，初始激光功率增加可以提高成丝的鲁棒性，这一结果在光子晶体光纤的制备等应用中有着重要意义。

超短激光脉冲在介质中传输形成的成丝现象是目前非线性光学研究中的热点问题之一，具有诸如大气遥感、太赫兹的产生以及雷电控制等潜在应用。成丝的物理过程主要由于光克尔自聚焦效应和等离子体散焦效应所引起的动态平衡。当超短脉冲激光的入射功率大于自聚焦的阈值功率Pcr时，超短脉冲激光可以克服光束的衍射特性，从而进行非线性传输。在实际的环境中，当入射激光功率是自聚焦阈值功率的许多倍时，超短脉冲成丝现象通常会分裂成多条光丝，形成多丝现象。……