,@!8jar@w} 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。
S^)r,cC 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。
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fx0 aEdFZ 系统描述 u7j-uVG z$G?J+?J 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:
5HG 7M&_ (1)理想的高斯光束聚焦
J+\F)k>r (2)经过吸收之后的理想高斯光束聚焦
O)Nt"k7
b (3)经过吸收和自聚焦效应之后的理想高斯光束聚焦
sNvT0 (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
B\|>i~u( 图1.模拟示意图 joDfvY*[
`P/* x[? 模拟结果 QY+#Vp<` 图2. 初始理想高斯光束光强分布
kRiWNEw 图3. 理想高斯光束的成像切片
W~k!qy ` 图4. 介质中存在吸收时理想高斯光束的成像切片
^&&dO*0{ 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
vkq?z~GA 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