激光光丝中线性与非线性聚焦竞争特性研究

来源：激光与红外杂志2025年第12期北京时间：

作者：井晨睿

单位：1.洛阳师范学院 物理与电子信息学院,河南 洛阳 471934；2.河南省智能光电微纳材料与技术国际联合实验室,河南 洛阳 471934；3.河南省新型日盲紫外红外光电探测器件校企研发中心,河南 洛阳 471934；

摘要：在飞秒激光成丝过程中,线性聚焦和非线性聚焦共同决定了光丝的动态演化特性。本文通过采用分步傅里叶算法数值求解了飞秒激光光场演化及其与介质相互作用过程中产生的等离子体密度演化的偏微分方程,研究了飞秒激光在一标准大气压纯氮气介质中的传输演化过程,证实了成丝条件下线性聚焦与非线性聚焦的竞争特性。研究结果表明在紧聚焦条件下,线性聚焦占主导地位,光丝形成主要来源于线性聚焦和等离子体散焦效应的动态平衡过程；随着透镜焦距的增加,非线性聚焦效应逐渐增强；当外部聚焦条件消失时,光丝形成的物理机制最终演化成为非线性聚焦和等离子体散焦效应的动态平衡过程。

关键词：飞秒激光传输;线性聚焦;非线性聚焦;等离子体散焦;竞争效应;动态平衡

基金资助：国家自然科学基金项目(No.11704174；No.12304303)；河南省高等学校重点科研项目(No.22A140026)资助。