本章首先讨论紫外和中红外细丝的主要定性差异:从紫外的多光子电离到近红外到中红外的隧道电离。然后对单个细丝的特性与波长的关系进行一般定性分析。由于它们的脉冲持续时间长,因此可以对其传播进行准稳态理论分析。特征值方法可得出与汤斯孤子相比的稳态场包络。但是,该解足够接近高斯形状,可以证明参数演化方法的合理性。在此理论介绍之后,接下来是在 266 nm 处进行实验验证。飞秒紫外细丝是用频率三倍的 Ti:sapphire 源和 KrF 放大器生成的。长脉冲细丝的源是振荡器放大器 Nd-YAG Q 开关系统,频率加倍、压缩,然后再次频率加倍,以达到 300 mJ 能量的 170 ps 脉冲。亚纳秒持续时间的紫外脉冲可能会重新引发关于灯丝是移动焦点还是自感波导的争论。最后两节介绍了紫外灯丝的两种应用。结果表明,通过利用发射光谱中观察到的窄下降,可以实现同位素选择性激光诱导击穿光谱 (LIBS)。这些下降是由于灯丝撞击固体后产生的羽流中的物质重新吸收造成的。这些吸收线只有几微米宽,并且恰好位于物质从基态跃迁的波长中心,没有任何斯塔克位移或增宽。最后一种应用是激光诱导放电,这是一种引导放电,它完全遵循诱导紫外灯丝的路径。激光诱导放电可用于控制闪电,这是欧洲热衷研究的一个课题。
胡梦云,a,b,c 李芳芳,a,b 石申成,a,b 乔宇,a,b 葛金曼,d 李小军,d 曾和平 a,b,e,f,* a 华东师范大学,精密光谱国家重点实验室,上海,中国 b 华东师范大学重庆学院,重庆市精密光学重点实验室,重庆,中国 c 上海理工大学,光电与计算机工程学院,光学仪器与系统教育部工程研究中心,上海市现代光学系统重点实验室,上海,中国 d 中国空间技术研究院(西安),空间微波国家重点实验室,陕西省西安市 e 上海量子科学研究中心,上海,中国 f 重庆市脑与智能研究院,广阳湾实验室,重庆,中国
A. Goffin、J. Griff-McMahon、I. Larkin 和 HM Milchberg * 马里兰大学电子与应用物理研究所,马里兰州帕克分校,20742,美国 *milch@umd.edu 大气气溶胶(例如雾中的水滴)会通过散射和吸收干扰激光传播。飞秒光学细丝已被证明可以清除雾区,从而改善后续脉冲的传输。但详细的除雾机制尚未确定。在这里,我们直接测量和模拟半径约为 5 μm 的水滴(典型的雾)在飞秒细丝特有的光学和声学相互作用影响下的动态情况。我们发现,对于由准直近红外飞秒脉冲崩溃产生的细丝,主要的液滴清除机制是激光光学破碎。对于此类细丝,由细丝能量沉积在空气中发射的单周期声波不会影响液滴,也不会引起可忽略的横向位移,因此对雾的清除作用也微乎其微。只有当非细丝脉冲的聚焦程度很高时,局部能量沉积远远超过细丝,声波才会显著取代气溶胶。
大气气溶胶(例如雾中的水滴)会通过散射和吸收干扰激光传播。飞秒光丝已被证明可以清除雾区,从而改善后续脉冲的传输。但其详细的除雾机理尚未确定。在本文中,我们直接测量并模拟了在飞秒光丝特有的光学和声学相互作用影响下,半径约为 5 μ m(典型的雾)的水滴的动态。我们发现,对于由准直近红外飞秒脉冲崩溃产生的光丝,主要的液滴清除机制是激光光学破碎。对于此类光丝,光丝能量沉积在空气中发射的单周期声波不会对液滴造成影响,并且几乎不会产生横向位移,因此对雾的清除作用也几乎不会产生影响。仅对于紧密聚焦的非丝状脉冲,其中局部能量沉积大大超过丝状脉冲,声波才会显著取代气溶胶。