飞秒涡旋激光在空气密度孔中成丝延长的理论研究

数值模拟空气密度孔对飞秒涡旋激光在空气中成丝的影响。研究结果表明,对于不同初始能量的飞秒涡旋激光,通过在涡旋光成丝起点附近引入适当长度的空气密度孔,其成丝长度都可以得到极大的延长,最大可延长为无密度孔情况的4倍多。进一步研究揭示其物理机制,空气密度孔的引入导致脉冲中心涡旋环的散焦,改变了原有的电子密度及其分布,削弱了对后沿脉冲的散焦,使得飞秒涡旋脉冲后沿能够再聚焦,进而延长了成丝过程。

飞秒涡旋光与产生的3次谐波在空气中的耦合传输

模拟飞秒涡旋光在空气中成丝产生涡旋3次谐波的过程。研究初始基频波的扰动分布和峰值功率对双色涡旋光演化的影响。对于具有对称扰动分布的初始基频波,双色涡旋不受初始峰值功率影响,能够在成丝过程中保持环形强度分布。但是,在高峰值功率情况下,涡旋的螺旋相位分布受到多丝的影响,多丝引起的相位积累效应破坏了双色涡旋的螺旋相位分布。对于具有不对称扰动的初始基频波,当形成多细丝时,双色涡旋的空间环形分布和螺旋相位分布都会被破坏。