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1、學(xué)號(hào)：S15010051碩士學(xué)位論文飛秒激光經(jīng)圓錐透鏡在熔融石英中成絲的超連續(xù)輻射研究研究生姓名：王飛學(xué)科、專業(yè)：物理學(xué)二○一八年四月分類號(hào)：密級(jí)：可公開UDC：編號(hào)：飛秒激光經(jīng)圓錐透鏡在熔融石英中成絲的超連續(xù)輻射研究INVESTIGATIONOFSUPERCONTINUUMRADIATIONANDFEMTOSECONDFILAMENTATIONINFUSEDSILICABYUSINGCONICALLENS學(xué)位授予單位及代碼：長(zhǎng)春理工大學(xué)(10186)學(xué)科專業(yè)名稱及代碼：物理學(xué)(070200)研究方向：原子分子與電磁場(chǎng)相互作用申請(qǐng)學(xué)位級(jí)
2、別：碩士指導(dǎo)教師：郝作強(qiáng)教授張?zhí)m芝講師研究生：王飛論文起止時(shí)間：2017.03-2018.04.摘要當(dāng)超短脈沖激光功率大于其在光學(xué)介質(zhì)中的自聚焦臨界功率時(shí)，由于克爾自聚焦和等離子體散焦效應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡作用，會(huì)在介質(zhì)中形成等離子體細(xì)絲，等離子體絲具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而在很多研究領(lǐng)域有著很廣闊的應(yīng)用。針對(duì)飛秒激光成絲的不同應(yīng)用領(lǐng)域，圓錐透鏡對(duì)光束不同的匯聚方式使它成為一種具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)能實(shí)現(xiàn)成絲優(yōu)化控制的的光學(xué)元件。本論文首先對(duì)飛秒激光成絲進(jìn)行簡(jiǎn)要的概述，討論了近年來使用圓錐透鏡在不同非線性介質(zhì)中（氣體、固體、液體）進(jìn)行成絲、超連續(xù)輻射優(yōu)化控制的
3、最新研究進(jìn)展。其次，對(duì)圓錐透鏡控制飛秒激光成絲所涉及的物理機(jī)制進(jìn)行解釋，并使用Zemax軟件模擬了貝塞爾光束焦深區(qū)域隨著凹透鏡與圓錐透鏡距離增加時(shí)的變化規(guī)律。在實(shí)驗(yàn)方面，研究了改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)（凹透鏡與與圓錐透鏡的距離、圓錐透鏡的角度、入射激光能量）對(duì)等離子體絲及超連續(xù)輻射的影響。研究結(jié)果表明使用凹透鏡與圓錐透鏡組合可以很好地對(duì)等離子體絲及伴隨的超連續(xù)輻射進(jìn)行優(yōu)化控制，進(jìn)一步為成絲、超連續(xù)輻射在更多領(lǐng)域的應(yīng)用提供一種便捷的方法。關(guān)鍵詞：飛秒激光成絲圓錐透鏡超連續(xù)輻射ABSTRACTWhentheultrashortpulselaserpow
4、erisgreaterthanitsself-focusingcriticalpowerinopticalmedia,thelaserwillformplasmafilamentduetothedynamicbalancebetweenthenonlinearKerrself-focusingandplasmadefocusingeffects.Thefilamenthasaverybroadapplicationduetoitsuniqueadvantagesinmanyresearchfields.Inthedifferentfie
5、ldsoffemtosecondlaserfilamentation,theconicallensisoftenchoseasafocalelementwhichhasaveryimportantpropertyoflongfocaldepthtocontrolfilamentation.Firstly,abriefoverviewoffemtosecondfilamentationisintroduced,inwhichthelatestresearchprogressofusingconicallensindifferentnonl
6、inearmedia(gas,solid,liquid)tooptimizethefilamentandsupercontinuumradiationiscommented.Furthermore,thephysicalmechanismofusingconicallenstocontrolfemtosecondfilamenationisdiscussedwiththehelpofZemaxsoftware.WesimulatedthevariationofthefocaldepthoftheBesselbeamwiththeincr
7、easeofthedistancebetweentheconcavelensandtheconicallens.Intheexperiment,theinfluenceofexperimentalparameters(thedistancebetweentheconcaveandconicallens,theangleoftheconelensandtheincidentlaserenergy)ontheplasmafilamentandthesupercontinuumradiationisstudied.Theresultsshow
8、thatthecombinationofconcavelensandconicallenscanbeusedtooptimizethecontrolofplasmafilamentandsuperconti
