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本文研究了超短脉冲在自由空间传输性质及等离子体衍射对探光的影响。文章内容安排如下:
首先,用数值的方法和一阶近似的方法计算对比了超短脉冲在焦点附近的光轴上和轴外CEphase的变化,当脉冲的宽度特别短的时候,短脉冲和长脉冲的CEphase的差别才会有明显的不同,4fs和一级近似的解在轴上只有4﹪的差别,而在脉冲的宽度大于10fs的情况下,一级近似的方法计算出来的CEphase的变化和数值计算的CEphase的结果符合的很好。
其次,用傅立叶变换的方法,数值计算了聚焦的脉冲电场振幅,包括脉冲频谱和脉冲宽度和脉冲腰斑大小的变化,我们发现脉冲频谱在不同的横向空间位置都变窄,并且发生移动.入射脉冲的瑞利长度和入射脉冲的束腰到透镜表面的距离L之间的比值对脉冲在焦点处的频谱,和腰斑的变化有很大影响,接着我们用一阶近似的方法讨论聚焦的光路的几何配置对焦点附近的CEphase变化斜率的影响.入射脉冲束腰的位置到透镜表面的距离参量L,对脉冲的CEphase在聚焦后的焦点附近的斜率大小调节起关键作用,CEphase的斜率随着L的增大而增大.这样聚焦的脉冲的CEphase在焦点附近的斜率的变化快慢就可以用参量L来调节,当L=0时,(6)φCE/((6)(z/zR))=0,当L=∞时,(6)φCE/((6)(z/zR))=-2,L在0到∞之间变化时,(6)φCE/((6)(z/zR))在0和-2之间单调变动.这个规律可以指导调节聚焦的脉冲在焦点附近CEphase随轴的变化快慢。
最后,讨论了在不同的等离子体密度和宽度条件下,对探光的衍射影响进行了数值模拟,得到等离子体对探光的衍射作用和吸收作用之间的比值不超过1﹪。