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GLAD:高斯光束的吸收和自聚焦效应
时间:2019-05-17 09:14来源:讯技光电作者: 技术部点击:打印
概述
 
当一束强激光入射到介质中后,由于强光场与介质的非线性作用,使得介质的线性折射率上会叠加与入射光强相关的非线性折射率。当入射光束的光强呈现空间上的非均匀分布时,由此引入的非线性折射率也是非均匀的,这将使不同空间位置的光所经历的光程长度不同,即介质对入射光束的作用等价于光学透镜,从而导致光束的自行聚焦效果。
 
特别地,当入射光束强度沿垂直光轴的界面内呈高斯形时,且强度足够产生非线性效应的情况下,此时介质折射率的横向分布也是钟形的,从而对入射光束产生会聚作用,这就是高斯光束的自聚焦效应。
 
系统描述
 
本例重点展示了beer以及sfocus两个命令的使用,给出了经过吸收之后高斯光束的强度分布轮廓图,光束的吸收遵循比尔定律并且可能会出现自聚焦现象。研究发现,自聚焦效应会导致穿透剖面变窄,本例对比了以下四种情况:
(1)理想的高斯光束聚焦
(2)经过吸收之后的理想高斯光束聚焦
(3)经过吸收和自聚焦效应之后的理想高斯光束聚焦
(4)经过吸收和自聚焦效应之后的带有像差的高斯光束聚焦
 
图1.模拟示意图
 
模拟结果
 
  
图2.初始理想高斯光束光强分布

图3.理想高斯光束的成像切片
 
图4 介质中存在吸收时理想高斯光束的成像切片
 
图5.介质中存在吸收同时考虑自聚焦效应时理想高斯光束的成像切片

图6.介质中存在吸收同时考虑自聚焦效应时带像差高斯光束的成像切片
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