留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

不同能量背景的环形艾里飞秒激光光束大气成丝特性

胡瑜泽 聂劲松 孙可 王磊

胡瑜泽, 聂劲松, 孙可, 王磊. 不同能量背景的环形艾里飞秒激光光束大气成丝特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(8): 806005-0806005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0806005
引用本文: 胡瑜泽, 聂劲松, 孙可, 王磊. 不同能量背景的环形艾里飞秒激光光束大气成丝特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(8): 806005-0806005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0806005
Hu Yuze, Nie Jinsong, Sun Ke, Wang Lei. Air filamentation characteristics of ring Airy femtosecond laser beam with different background energies[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(8): 806005-0806005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0806005
Citation: Hu Yuze, Nie Jinsong, Sun Ke, Wang Lei. Air filamentation characteristics of ring Airy femtosecond laser beam with different background energies[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(8): 806005-0806005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0806005

不同能量背景的环形艾里飞秒激光光束大气成丝特性

doi: 10.3788/IRLA201746.0806005
详细信息
    作者简介:

    胡瑜泽(1993-),男,硕士生,主要从事飞秒激光方面的研究。Email:hyz_yj@sina.com

  • 中图分类号: TN21

Air filamentation characteristics of ring Airy femtosecond laser beam with different background energies

  • 摘要: 自从第一次观察到飞秒激光大气成丝后,光丝备受科学家的关注。它的潜在应用价值主要包括电子加速、激光雷达远程遥感、太赫兹辐射和超短脉冲压缩。利用数值仿真的方法,通过改变艾里光束的衰减系数,研究了不同能量背景的环形艾里光束飞秒激光大气成丝特性,得到的光丝长度长于拥有相同峰值功率、弱能量背景高斯光束形成的光丝。通过分析飞秒激光光丝演化过程的时间和空间特性,发现了环形能量背景是环形艾里光束沿传播方向形成高能量密度光丝的前提条件。比较了环形艾里光束和高丝光束在成丝过程中的光谱展宽特性,发现不同衰减系数的环形艾里光束具有相似的光谱展宽特性,但要明显弱于高斯光束的光谱展宽。研究成果对与提升飞秒激光成丝效果具有参考意义。
  • [1] Kasparian J, Rodriguez M, Mjean G, et al. White-light filaments for atmospheric analysis[J]. Science, 2003, 301(5629):61-64.
    [2] Chin S L, Theberge F, Liu W. Filamentation nonlinear optics[J]. Appl Phys B, 2007, 86(3):477-483.
    [3] Guo K M, Lin J Q, Hao Z Q, et al. Triggering and guiding high-voltage discharge in air by single and multiple femtosecond filaments[J]. Opt Lett, 2012, 37(2):250-261.
    [4] Rohwetter P, Kasparian J, Stelmaszczyk K, et al. Laser-induced water condensation in air[J]. Nat Photonics, 2010, 4(1):451-456.
    [5] Spielmann Ch, Burnett N H, Sartania S, et al. Generation of coherent X-rays in the water window using 5-femtosecond laser pulses[J]. Science, 1997, 278(5338):661-664.
    [6] Berg L, Skupin S, Khler C, et al. 3D numerical simulations of THz generation by two color laser filaments[J]. Phys Rev Lett, 2013, 110(1):073901-073911.
    [7] Luo Q, Hosseini S A, Liu W, et al. Effect of beam diameter on the propagation of intense femtosecond laser pulses[J]. Appl Phys B, 2005, 80(1):35-38.
    [8] Park J, Lee J, Nam C H. Laser chirp effect on femtosecond laser filamentation generated for pulse compression[J]. Opt Express, 2008, 16(7):4465-4470.
    [9] Xi Tingting, Zhao Zhijie, Hao Zuoqiang. Filamentation of femtosecond laser pulses with spatial chirp in air[J]. J Opt Soc Am B, 2014,31(2):321-324.
    [10] Pavel Polynkin, Miroslav Kolesik, Jerome Moloney. Filamentation of femtosecond laser airy beams in water[J]. Phys Rev Lett, 2009, 103(1):123902-123912.
    [11] Gao Hui, Sun Xiaodong, Zeng Bin, et al. Cylindrical symmetry breaking leads to multiple filamentation generation when focusing femtosecond lasers with axicons in methanol[J]. J Opt, 2012, 14(6):065203-065213.
    [12] Polesana P, Franco M, Couairon A, et al. Filamentation in Kerr media from pulsed Bessel beams[J]. Phys Rev A, 2008, 77(1):043814-043824.
    [13] Maik Scheller, Matthew S Mills, Mohammad-Ali Miri, et al.Externally refuelled optical filaments[J]. Nature Photonics, 2014, 8(1):297-301.
    [14] Liu W, Gravel J F, Thberge F, et al. Background reservoir:its crucial role for long-distance propagation of femtosecond laser pulses in air[J]. A Phys B, 2005, 80(7):857-860.
    [15] Pavel Polynkin, Miroslav Kolesik, Jerome V Moloney, et al. Curved plasma channel generation using ultraintense Airy beams[J]. Science, 2009, 324(5924):229-232.
    [16] Berg L, Skupin S, Lederer F. Multiple filamentation of Terawatt laser pulses in air[J]. Phys Rev Lett, 2004, 92(1):225002-225012.
    [17] See Leang Chin. Femtosecond Lser Filamentation[M]. USA:Springer Science+Business Media, 2010.
    [18] Sheng Zhengming. Advances in High Field Laser Physics[M]. Shanghai:Shanghai Jiaotong University Press, 2014.
    [19] Shi Yaoyao, Wu Tong, Liu Youwen, et al. Control of self-bending airy beams[J]. Acta Photonica Sinica, 2013, 42(12):1401-1407.
    [20] Panagiotopoulos P, Abdollahpour D, Lotti A, et al. Nonlinear propagation dynamics of finite-energy Airy beams[J]. Phy R A, 2012, 1986:1-15.
    [21] Xu S, Bernhardt J, Sharifi M, et al. Intensity clamping during laser filamentation by TW level femtosecond laser in air and argon[J]. Laser Phys, 2012, 22(1):195-202.
    [22] Liu Weiwei, Zhao Jiayu, Zhang Yizhu, et al. Research on superluminal propagation of terahertz wave during femtosecond laser filamentation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4):0402001. (in Chinese)
    [23] Yang Jing, Zhao Jiayu, Guo Lanjun, et al. Study of terahertz radiation from filamentation induced by ultrafast[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(3):996-1007. (in Chinese)
    [24] Bai Ya, Xu Rongjie, Song Liwei, et al. Enhanced far field terahertz in forward direction due to relative phase flatten of two-color field[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(8):2656-2661. (in Chinese)
    [25] Wu Dongjiang, Zhou Siyu, Yao Longyuan, et al. Simulation of micro-groove cross-section in femtosecond laser ablation of quartz glass[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(8):2243-2249. (in Chinese)
    [26] Ren Yu, Li Fujin, Dong Xu, et al. Research of guiding energy with plasma channel induced by femtosecond laser in air[J]. Chinese Optics, 2012, 5(2):133-142. (in Chinese)
    [27] Wang Ming, Wang Tingfeng, Shao Junfeng. Analysis of femtosecond laser induced damage to array CCD camera[J]. Chinese Optics, 2013, 6(1):96-102. (in Chinese)
  • [1] 张泽, 侯国忠, 邓岩岩, 章媛, 张德林, 李兢兢, 王雨雷, 吕志伟, 夏元钦.  小鼠大脑飞秒双光子荧光三维显微成像研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(8): 20230201-1-20230201-11. doi: 10.3788/IRLA20230201
    [2] 张子浩, 王旭, 黄怡晨, 李福泉, 李俐群, 蔺晓超, 杨诗瑞, 郭鹏.  供油孔流量数值模拟及其飞秒激光加工工艺优化 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220454-1-20220454-10. doi: 10.3788/IRLA20220454
    [3] 周伟杰, 马文强, 李娆, 褚珞耀, 宋宝安, 戴世勋, 徐铁峰, 张培晴.  Ge-As-Se-Te硫系玻璃的飞秒激光损伤特性 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210222-1-20210222-8. doi: 10.3788/IRLA20210222
    [4] 任乃飞, 杨华宇, 夏凯波.  不同水辅助方法对高温合金飞秒激光逐层逐圈切孔质量的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220143-1-20220143-10. doi: 10.3788/IRLA20220143
    [5] 母一宁, 李彦正, 陈卫军.  有偏压光伏光折变晶体中自加速光束交互效应的理论研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20220096-1-20220096-9. doi: 10.3788/IRLA20220096
    [6] 岳端木, 孙会来, 杨雪, 孙建林.  飞秒激光环切加工不锈钢微孔工艺及其质量控制神经网络模型 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20200446-1-20200446-10. doi: 10.3788/IRLA20200446
    [7] 王飞跃, 邹婷婷, 辛巍, 杨建军.  利用飞秒激光照射调控氧化石墨烯表面的浸润性能(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201064-1-20201064-6. doi: 10.3788/IRLA20201064
    [8] 王华丰, 孙轲, 孙盛芝, 邱建荣.  飞秒激光诱导金刚石微纳结构及其应用(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201057-1-20201057-11. doi: 10.3788/IRLA20201057
    [9] 皮一涵, 王春泽, 宋有建, 胡明列.  极低时间抖动的飞秒激光技术(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201058-1-20201058-13. doi: 10.3788/IRLA20201058
    [10] 李源, 宋寰宇, 张韵, 牛佳, 刘博文, 胡明列.  光谱调制对飞秒脉冲自相似放大系统的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 103005-0103005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0103005
    [11] 许孝芳, 李晓良, 王庆伟, 杨逢逢, 高永锋, 李晓天.  三束飞秒激光辐照下铜膜内电子非平衡热输运 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 206001-0206001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0206001
    [12] 蔡建文, 胡衍雷, 黄文浩.  微爆材料的飞秒激光三维光存储 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1106010-1106010(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1106010
    [13] 孙树峰, 王萍萍.  飞秒激光双光子聚合加工微纳结构 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206009-1206009(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1206009
    [14] 刘伟伟, 赵佳宇, 张逸竹, 王志, 储蔚, 曾斌, 程亚.  飞秒激光成丝过程中的太赫兹波超光速传输现象研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 402001-0402001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0402001
    [15] 于军立, 孟庆龙, 叶荣, 钟哲强, 张彬.  飞秒激光作用下光整流晶体的损伤阈值分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106004-0106004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106004
    [16] 袁瑞霞, 彭继迎, 李祚涵, 郑义, 务益杰.  Nd:YVO4自锁模皮秒激光器 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 305001-0305001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0305001
    [17] 蔡建文, 潘雪涛, 张美凤, 孟飞.  飞秒激光微加工中光斑横向超分辨研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1790-1793.
    [18] 吴东江, 周思雨, 姚龙元, 马广义, 庄娟.  飞秒激光烧蚀石英玻璃微槽截面形状仿真 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2243-2249.
    [19] 程振, 楚兴春, 赵尚弘, 邓博于, 张曦文.  艾里光束的远场特性及其演化规律 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2906-2911.
    [20] 邵俊峰, 郭劲, 王挺峰.  飞秒激光与硅的相互作用过程理论研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2419-2424.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  430
  • HTML全文浏览量:  78
  • PDF下载量:  103
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-05
  • 修回日期:  2017-01-03
  • 刊出日期:  2017-08-25

不同能量背景的环形艾里飞秒激光光束大气成丝特性

doi: 10.3788/IRLA201746.0806005
    作者简介:

    胡瑜泽(1993-),男,硕士生,主要从事飞秒激光方面的研究。Email:hyz_yj@sina.com

  • 中图分类号: TN21

摘要: 自从第一次观察到飞秒激光大气成丝后,光丝备受科学家的关注。它的潜在应用价值主要包括电子加速、激光雷达远程遥感、太赫兹辐射和超短脉冲压缩。利用数值仿真的方法,通过改变艾里光束的衰减系数,研究了不同能量背景的环形艾里光束飞秒激光大气成丝特性,得到的光丝长度长于拥有相同峰值功率、弱能量背景高斯光束形成的光丝。通过分析飞秒激光光丝演化过程的时间和空间特性,发现了环形能量背景是环形艾里光束沿传播方向形成高能量密度光丝的前提条件。比较了环形艾里光束和高丝光束在成丝过程中的光谱展宽特性,发现不同衰减系数的环形艾里光束具有相似的光谱展宽特性,但要明显弱于高斯光束的光谱展宽。研究成果对与提升飞秒激光成丝效果具有参考意义。

English Abstract

参考文献 (27)

目录

    /

    返回文章
    返回