飞秒激光诱导瞬态光栅多级衍射

摘要

瞬态光栅测量法是一种时间分辨四波混频技术 ,它是研究介质非线性特性一种重要的手段。这种瞬态光栅测量方法对任何导致介质折射率改变相当灵敏 ,因而被广泛应用于研究物理和化学动力学过程。在介质中 ,当两束泵浦光在空间和时间上重合时 ,就构成一个光栅 ,光栅空间周期Λ=λex/ 2sin(θ/ 2 ) ,λex 是激发波长 ,θ是两束激发光束之间的夹角。另外一束探测光 (时间延迟 )被这个光栅衍射 ,在布拉格衍射角度上产生一束相干光。在这种情况下 ,这个光栅形状是正弦的 ,而且只有一级衍射信号产生。然而 ,在超快超强激光 (飞秒脉冲 )作用下 ,可能在光栅亮区域里诱导一种“溶解态” ,这样光栅形状将不再是正弦的 ,多级衍射信号可能产生。本文我们用飞秒激光诱导瞬态光栅方法研究TeO2 -Nb2 O5-ZnO -CeO2 玻璃的多级衍射。在零延迟共有五级衍射信号可以被观察到 ,它们的强度关系如下 :I1>I2 >I3≈I4 ≈I5。随着正负延迟时间的增加 ,衍射信号从高级到低级逐渐消失。我们把这个负的时间延迟信号归结为由于局域场相互作用。这种多级衍射起因于在介质中光栅形状不是正弦的。根据实验数据 ,我们模拟了光栅形状的演化过程 ,随着正负延迟时间的增加 ,光栅形状将从非正弦变成正弦 。