基于分子取向的飛秒脈沖傳輸.pdf

1、高強(qiáng)度的飛秒激光脈沖在透明非線性介質(zhì)中傳輸時(shí)會(huì)經(jīng)歷一系列物理過(guò)程，比如：光學(xué)克爾自聚焦，等離子體散焦，等離子體和多光子吸收以及材料的衍射和色散，這些物理過(guò)程的相互作用就會(huì)形成光絲。超短脈沖激發(fā)線性分子，分子主軸沿著光場(chǎng)偏振方向取向，這種取向行為在光場(chǎng)結(jié)束后會(huì)周期性地出現(xiàn)，被稱為分子的非絕熱（無(wú)外場(chǎng)）取向行為。本論文工作主要研究了飛秒探測(cè)光絲在泵浦光激發(fā)的無(wú)外場(chǎng)取向分子中的傳輸過(guò)程。論文的工作包括以下主要內(nèi)容：
　　 第一，從實(shí)驗(yàn)

2、和數(shù)值模擬兩個(gè)方面系統(tǒng)地研究了泵浦脈沖激發(fā)的分子無(wú)外場(chǎng)取向過(guò)程對(duì)后續(xù)傳輸?shù)奶綔y(cè)光產(chǎn)生的相位調(diào)制作用。通過(guò)調(diào)節(jié)探測(cè)光相對(duì)于泵浦光激發(fā)的延遲，實(shí)現(xiàn)了對(duì)探測(cè)光輸出光譜紅移和藍(lán)移過(guò)程的控制。該結(jié)果可用于遠(yuǎn)距離探測(cè)分子無(wú)外場(chǎng)取向信號(hào)；連續(xù)調(diào)諧飛秒激光脈沖中心波長(zhǎng)。
　　 第二，研究了分子無(wú)外場(chǎng)取向過(guò)程引起的時(shí)間-空間折射率調(diào)制，發(fā)現(xiàn)由分子無(wú)外場(chǎng)取向引起的交叉聚（散）焦現(xiàn)象。發(fā)展了一種基于交叉聚（散）焦效應(yīng)的偏振探測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)取向分子瞬時(shí)

3、轉(zhuǎn)向區(qū)分。利用分子無(wú)外場(chǎng)取向誘導(dǎo)的交叉聚（散）焦效應(yīng)，控制了后續(xù)傳輸?shù)娘w秒光絲多絲動(dòng)態(tài)。
　　 第三，利用平行取向的CO2分子誘導(dǎo)的交叉聚焦效應(yīng)，增強(qiáng)了后續(xù)傳輸探測(cè)光絲的成絲動(dòng)態(tài)，實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到探測(cè)光絲寬帶輸出光譜。該方案實(shí)現(xiàn)了具有可調(diào)控紫外截止波長(zhǎng)的超連續(xù)白光輸出，同時(shí)抑制了飛秒光絲多絲分裂。而且，比較了探測(cè)光絲在預(yù)先發(fā)生無(wú)外場(chǎng)取向的O2和N2分子中傳輸時(shí)，探測(cè)光輸出超連續(xù)白光的異同。
　　 第四，研究了空氣中雙原子分子

4、無(wú)外場(chǎng)取向過(guò)程對(duì)探測(cè)光絲成絲動(dòng)態(tài)的影響。發(fā)現(xiàn)垂直取向的空氣分子誘導(dǎo)的交叉散焦效應(yīng)可以緩和高能量探測(cè)光脈沖的聚焦程度，實(shí)現(xiàn)了探測(cè)光絲可控超寬帶光譜輸出及等離子體通道長(zhǎng)度顯著增長(zhǎng)。輸出的可控超連續(xù)白光的單脈沖能量達(dá)到1.8mJ，并且具有極好的空間分布，這是目前在大氣中獲得空間不分裂的大能量超連續(xù)白光的有效方案之一，同時(shí)也是極具潛力的在大氣中操控飛秒光絲等離子體通道長(zhǎng)度的新方案。
　　 第五，研究了空間平行傳輸?shù)膬晒饨z間相互作用。發(fā)現(xiàn)