厚介質情況下激光“熱像”的演化規(guī)律及抑制方法研究.pdf

1、自聚焦，特別是小尺度自聚焦，一直是制約高功率激光系統(tǒng)安全運行和提高輸出功率的瓶頸因素之一。作為一種特殊的小尺度自聚焦效應，“熱像"現(xiàn)象產(chǎn)生閾值低，且不易追跡，往往在人們認為“安全”的光強下，意外地損傷系統(tǒng)中昂貴的光學元件，因而掌握“熱像”的演化規(guī)律并尋找一種有效的方法抑制“熱像”效應對于高功率激光系統(tǒng)的安全運行具有重要意義。本文在“熱像”形成的衍射理論模型基礎上，對“熱像”效應進行了系統(tǒng)深入地模擬，并對如何抑制“熱像”效應進行了相關研究

2、。論文的主要工作分為如下幾部分： (1)與“熱像”相關的理論基礎研究。從麥克斯韋方程組出發(fā)，推導了描述強激光在克爾介質中傳輸行為的非線性近軸波動方程；以B-T理論為基礎，分析了小尺度自聚焦的形成規(guī)律；分析了小尺度自聚焦效應的數(shù)值模擬算法，詳細給出了傳輸矩陣法和分步傅里葉算法；討論了“熱像”形成的衍射理論模型。 (2)研究了厚介質情況下激光“熱像”的演化規(guī)律。重點考慮了散射點調制系數(shù)(包括振幅調制和相位調制)、散射點與非線

3、性介質前表面之間的距離、散射點大小、入射光強等參數(shù)的變化對“熱像”點強度以及位置的影響，還研究了散射點位于介質前表面這種特殊情況下形成的“熱像”。在此基礎上將其推廣到介質具有增益損耗的情況。 (3)數(shù)值模擬了多散射點形成的“熱像”。分別探討了處于同一平面和不同平面的多個散射點形成“熱像”的情況。研究了周圍的其它散射點對某個散射點形成“熱像”的影響。對于陣列調制形成的“熱像”給出了相應的模擬結果。 (4)“熱像”效應的抑制