激光成丝条件及液体温度对超连续辐射的影响

摘要

本文研究了飞秒激光作用CuSO4溶液产生的超连续辐射。首先介绍了激光技术的发展历程以及飞秒激光的应用。介绍了飞秒激光在介质中的传输物理机制，以及传输过程中出现的几种非线性现象。在实验方面，对飞秒激光在 CuSO4溶液中成丝产生的超连续谱进行了研究。通过改变CuSO4溶液介质内部（浓度、温度）以及外部条件（主要是采用单透镜和微透镜列阵聚焦）对超连续谱产生的影响进行了分析，综合研究了各个实验参数对超连续谱的影响，进而得出获取平坦光谱的实验条件。实验结果表明，选择合适的激光能量、CuSO4溶液浓度、聚焦透镜、聚焦位置、温度等对超连续光谱进行调控，进而获得较为平坦的光谱。对成丝的阴影成像实验进一步发现，在单透镜聚焦激光成丝的情况下，注入CuSO4溶液中的激光能量要小于百微焦耳，否则，成丝过程中溶液中会出现大量的气泡。这些气泡会影响成丝的稳定性和超连续谱强度的提高。为克服单透镜情况下，聚焦后激光能量太过集中，液体中出现过多气泡，不能得到强度高的超连续光谱的这一难题，我们利用微透镜阵列对硫酸铜溶液中的超连续光谱进行了初步研究。研究发现，利用微透镜阵列可以提高液体中的注入能量，有效的减少气泡，一定程度上提高超连续辐射的强度，但是不利于获得平坦光谱。

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第一章 绪论

1.1 激光技术发展概述

1.2 飞秒激光应用概述

1.3 飞秒激光超连续辐射概述

1.4 超连续辐射的应用

1.5 本论文主要研究内容

第二章 飞秒激光在介质中的传输理论

2.1 引言

2.2 自聚焦效应和等离子体散焦

2.3 等离子体丝传输的物理模型

2.4 自相位调制

2.5 等离子体细丝中的电离

2.6 四波混频

2.7 群速度色散

2.8 飞秒激光在介质中的非线性现象

第三章 单透镜下硫酸铜溶液的超连续辐射

3.1 实验装置

3.2 实验结果分析讨论

3.3 本章小结

第四章 微透镜阵列下CuSO4溶液的超连续光谱

4.1 实验装置

4.2 激光能量对超连续光谱的影响

4.3 聚焦位置对超连续光谱的影响

4.4 CuSO4溶液浓度对超连续光谱的影响

4.5 本章小结

第五章 总结

致谢

参考文献