Filamentation of Femtosecond Vector Beams
该研究数值分析了飞秒矢量光束在空气中的光丝化现象,发现柱面矢量光束因非线性聚焦更易发生光丝化,而全庞加莱光束中的高斯模式主导光丝化且整体抗光丝化能力更强,同时揭示了两者偏振分布演化特征的显著差异。
2024-12-10 physics.optics
Analysis of some exact properties of the nonlinear equation of the Schrodinger describing the process of filamentation
在描述成丝的非线性薛定谔方程的定态模型的框架下,分析了光束运动积分和有效半径演化的性质。在这样一个模型的框架内,它示出,仅由耗散机制的限制。
2018-01-20 physics.optics
Free-Space Nonlinear Beam Combining Towards Filamentation
多重定向为操纵空气中的电磁波开辟了新的自由度。然而,如果没有控制,多个细丝的相互作用,包括吸引,排斥或融合往往导致形成复杂的无序细丝分布。此外,在复丝形成实验中常规使用的高功率光束经常引起显著的表面损伤。激光灯丝的应用越来越多,需要对其形成和传播进行精细控制。我们证明,实验和理论上,与初始功率低于临界值的超短光束的吸引和融合,使最终形成的灯丝下游。细丝的形成被延迟到空间中的预定距离,避免了对外部束流光学的光学损坏,同时仍然能够实现具有可控特性的坚固细丝,就像由单个高功率束形成的一样。这种范例为灯丝工程引入了新的机会,消除了使用高峰值功率激光源的需要。
2016-09-02 physics.optics
The light filament as vector solitary wave
提出了宽带飞秒光脉冲在气体中非线性传输理论的解析方法。在考虑载波包络相位的情况下,详细研究了非线性三阶极化的矢量特性。相应的系统的矢量振幅方程是通过使用左手和右手的电场的圆形分量。我们发现该系统的非线性方程组存在具有Lorentz形状的$3D+1$矢量孤子解。该解决方案提出了相对稳定的传播和旋转与GHz频率的电场矢量在平面上,正交于传播的方向。在传播的最初几毫秒内,光强分布的演化表现为弱的自压缩和弱的球面波。
2015-03-17 nlin.PS physics.optics
Sensitivity of propagation and energy deposition in femtosecond filamentation to the nonlinear refractive index
在改变激光脉冲宽度、能量和聚焦f数的条件下,测量了空气中飞秒激光的轴向效应。细丝的特征在于从激光脉冲的能量的超快z依赖吸收,并通过测量产生的局部单周期声波来诊断。结果进行了比较,2D+1模拟脉冲传播,其结果是高度敏感的瞬时(电子)部分的非线性响应的$N_2$和$O_2$。我们发现[JK]中最近对非线性折射率($n_2$)的测量Wahlstrand等人,物理学修订版A。85,043820(2012)]提供了实验和模拟之间的最佳匹配和极好拟合。
2014-11-18 physics.optics
Control of the Onset of Filamentation in Condensed Media
强超短激光脉冲通过BaF $_2$和蓝宝石晶体等凝聚介质的传播导致细丝的形成。我们证明,可以通过旋转入射光的偏振平面来控制双折射的发生。我们通过六光子吸收诱导荧光直接观察BaF_2中的双折射,同时通过探测产生的白光的光谱和空间特性。
2007-08-09 physics.optics physics.plasm-ph
The density number of filaments in the state of the weak and optical turbulence
本文研究了激光束在具有反射边界的封闭区域中多次折射传播时的灯丝密度数统计。耗散阻止了暗条的灾难性坍缩,使它们分解成几乎线性的波,这些波形成一个近似高斯的随机场,产生新的暗条。得到了角谱能量分布函数的演化规律,以及光场热力学特性如有效温度和有效熵的动力学形成规律,证明了热力学函数和系统哈密顿量的增长率与丝条数密度成正比。还发现,取决于平均(背景)强度的水平,光场可以在两个稳态中移动。第一种模式是实现的稳态水平的背景强度不超过的值,其特征是典型的经典(线性)的一个封闭的热力学系统,一个恒定的水平的熵和温度,而数密度的细丝等于零。在一个强非线性的制度,稳态时的丝的数量密度去一个恒定的水平,取决于一个立方,但熵和有效的温度上升的线性方式从传播的距离。发展模式的数量密度的细丝进入一个稳定的状态,是非单调的,显着确定的初始角光谱能量分布的光场。丝密度的平均值取决于强度的复杂方式的线性增长阶段被替换为输出的非线性饱和,非线性增长,对应于过渡到政权的发展湍流的增长率在第三度。
2012-08-20 physics.optics
Non-Gaussian Statistics of Multiple Filamentation
本文研究了激光束在放大克尔介质中传输时的振幅起伏统计特性,其中包括线性耗散和非线性耗散。耗散阻止了暗条的灾难性坍缩,使它们分裂成几乎线性的波。这些波形成了一个近似高斯的随机场,产生了新的细丝。对于小振幅,光振幅的概率密度函数(PDF)接近高斯,而对于大振幅,PDF具有长的类似幂的尾部,其对应于强非高斯波动,即强光学湍流的不稳定性。这条尾巴是由近奇异细丝的普遍形式和细丝最大振幅的PDF决定的。
2010-05-15 nlin.CD nlin.PS physics.optics
Self-induced white-light seeding laser in a femtosecond laser filament
我们报告,我们认为是第一次,远程自播种激光放大的产生,仅使用一个800 nm的钛:蓝宝石飞秒激光脉冲。首先使用激光脉冲(~ 40 fs)在纯氮或环境空气中产生灯丝,其中实现氮分子离子基态和激发态之间的布居数反转。灯丝内部的自感应白光然后用作要被放大的种子。在428 nm处获得了脉宽约2.6 ps的自感窄带激光,并具有良好的线偏振特性。这一发现为大气层中的远程探测开辟了新的可能性。
2013-08-19 physics.optics
Statistical parameters of femtosecond laser pulse post-filament propagation on 65m air path with localized optical turbulence
高功率飞秒激光在空气中的非线性传输表现出脉冲自聚焦和强多光子介质电离,导致激光脉冲在空间碎裂成高度局域化的光通道,通常称为灯丝。灯丝的特点是高的光强度,减少(甚至为零)角扩展,可以包含激光等离子体或等离子体(postfilaments)。在传输路径上的光学湍流的存在显着地改变脉冲增强动力学,并在某些情况下,导致脉冲破碎增强和崩溃逮捕。据我们所知,我们第一次从实验和理论上研究了钛宝石飞秒激光辐射的横向分布,非线性传播65米的空气路径后,通过一个人工本地化的空气湍流后,到该地区的postfilament演变。我们发现,当湍流层被放置在湍流区之前,高强度的局部注量最大值(“热点”)的脉冲轮廓的平均数量以及它们的大小随着湍流强度的增加而增长,然后在一定程度上饱和。相反,湍流屏的沉积内的附着区域几乎没有影响的数量和平均直径的postfilaments。
2022-08-15 physics.optics
The kinetic equation for filament density, formed during propagation of femtosecond laser radiation, in the approximation of self-consistent field
本文提出了考虑细丝产生和衰变影响的细丝数密度动力学方程的一般形式。它由基于稳态非线性薛定谔方程(NSE)的高功率飞秒激光脉冲(HPFLP)在一系列阈值特殊情况下的传输过程的直接数值模拟确定的唯象参数组成。
2014-01-16 physics.optics
Conical emission, pulse splitting and X-wave parametric amplification in nonlinear dynamics of ultrashort light pulses
对水中光丝的角度-频谱的精确观测揭示了一种与当前锥形发射(CE)模型不相容的情景。它的线性X波模式的描述,使我们了解到需要一个相位和组匹配,克尔驱动的四波混频过程,涉及两个高度本地化的泵和两个X波的双折射动力学。CE和时间分裂作为这一过程的两种表现自然出现。
2005-10-24 physics.optics
Molecular alignment and filamentation: comparison between weak and strong field models
数值研究了非绝热激光诱导分子取向对取向的影响。在非线性脉冲传播的背景下,比较了脉冲分子排列的弱场和强场模型。结果表明,广泛使用的弱场模型描述的折射率修改引起的脉冲分子排列准确地再现的传播动力学,提供只有一个单一的脉冲是在实验过程中涉及。相反,它不能再现在第二强激光脉冲之后行进的强激光脉冲所经历的非线性传播。的差异取决于两个脉冲之间的相对延迟,是最大的延迟对应于一半的分子的旋转周期。
2014-07-15 physics.atom-ph physics.optics
Time-resolved refractive index and absorption mapping of light-plasma filaments in water
利用定量阴影法,对100 fs激光脉冲在水中产生的光等离子体细丝引起的折射率变化和瞬态吸收进行了时空表征。在非线性焦点附近的等离子体通道的形成和演变进行了观察与23 fs的时间分辨率。
2007-07-30 physics.optics physics.plasm-ph
Temporal self-restoration of compressed optical filaments
我们数值研究了自压缩光纤通过气体-玻璃-气体界面的传输。几个周期的光脉冲生存的非线性和色散的突然和短数量级的增加,即使所有保守的估计预测时间扩展或空间分裂。时空失真示出自愈后进一步传播时,脉冲在第二气体中重新聚焦。这种自我修复机制具有重要意义的脉冲压缩技术处理的双折射,并解释了这种来源的鲁棒性。
2008-09-02 physics.optics physics.plasm-ph
Axisymmetric model for 1-color laser filament THz emission
本研究提出一种用于单色激光光丝THz发射计算的三维轴对称光束传播模型,结合两种THz发射模型验证发现,非线性传播对THz信号振幅影响大,对频率成分和角分布影响极小。
2025-03-23 physics.optics physics.plasm-ph