基于四瓣高斯飛秒激光的多絲陣列產(chǎn)生與調(diào)控

曾濤，易宇亮，2，郭蘭軍

（1 西南大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 微納結(jié)構(gòu)光電子學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715）

（2 遼寧大學(xué) 化學(xué)學(xué)院 綠色合成與先進(jìn)材料制備化學(xué)遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽 110036）

（3 南開大學(xué) 電子信息與光學(xué)工程學(xué)院 現(xiàn)代光學(xué)研究所 天津市微尺度光學(xué)信息技術(shù)科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300350）

0 引言

飛秒激光在介質(zhì)材料里傳輸時(shí)，當(dāng)其功率超過自聚焦閾值功率將會(huì)產(chǎn)生飛秒激光成絲現(xiàn)象。飛秒激光成絲在過去幾十年里吸引了研究人員的廣泛關(guān)注［1-3］。通常其物理機(jī)制可以解釋為光克爾自聚焦效應(yīng)和等離子體散焦之間的動(dòng)態(tài)平衡［4］。飛秒激光成絲蘊(yùn)含了豐富的物理過程，同時(shí)展現(xiàn)出廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景，可應(yīng)用于太赫茲產(chǎn)生［5-8］、遙感探測［9-10］、閃電控制［11］、波導(dǎo)［12-13］、脈沖壓縮［14-15］等領(lǐng)域。

當(dāng)飛秒激光初始功率遠(yuǎn)大于自聚焦閾值功率時(shí)，飛秒激光多絲將會(huì)產(chǎn)生，其主要由初始光束波前的調(diào)制不穩(wěn)定以及傳輸介質(zhì)折射率的擾動(dòng)所引起［16-18］。飛秒激光多絲之間通過背景能量池相互作用，包括相互排斥、相互吸引、融合以及能量交換等，最終多絲呈現(xiàn)無規(guī)則的空間分布。飛秒激光多絲對于多通道白光輻射［19］、太赫茲輻射增強(qiáng)［20-21］、遠(yuǎn)程空氣激光增強(qiáng)［22-23］以及微波波導(dǎo)［24］等應(yīng)用具有重要價(jià)值。然而這些應(yīng)用依賴于對多絲的控制，以期得到高重復(fù)性和規(guī)則的多絲空間分布。通常的思路是通過對初始光斑強(qiáng)度或波前施加較強(qiáng)的調(diào)制，從而克服初始光束波前或介質(zhì)折射率的不穩(wěn)定性。……