分子雙光子吸收截面與泵浦超短脈沖激光時空關系的研究.pdf

1、目前，確定分子雙光子吸收截面主要有兩類方法：誘導熒光法和能量透過率法，后者特別適合于非熒光物質。然而，能量透過率法所依據(jù)的非線性吸收方程由于沒有包含對時間的微分項，在對作為激發(fā)光的超短脈沖激光的時域結構處理方面缺乏合理性。本論文將麥克斯韋方程應用到非磁、非導電和無自由電荷的均勻介質中，根據(jù)介質折射率和三階電極化率的復數(shù)性，從理論推導、數(shù)值計算和模擬等方面，研究了介質在雙光子吸收下分子雙光子吸收截面與泵浦超短脈沖激光時空結構的關系。論文的

2、研究工作取得了以下主要結果：
　　1、在僅考慮介質三階非線性光學效應雙光子吸收的條件下，理論推導并得出了脈沖激光的振幅所滿足的非線性微分方程。利用常用的緩變振幅近似以及光強與振幅的關系，進一步得到了短脈沖激光在均勻介質中傳播時光強所滿足的非線性吸收方程。該方程包含了對光強求時間導數(shù)的微分項。
　　2、對包含有時間微分的非線性吸收方程進行了數(shù)值求解，得到了在介質中的光強隨時間和傳播距離的數(shù)值曲線。通過分析數(shù)值曲線特征，進一步找

3、到了滿足該吸收方程的一個解析解。通過對該解析解的數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)脈沖激光在介質中傳播時，其脈沖寬度由于分子的雙光子吸收而出現(xiàn)展寬效應。這種展寬效應與傳播距離及分子的雙光子吸收截面有關。其中樣品厚度L、雙光子吸收系數(shù)以及入射光峰值強度I0均會影響到輸出脈沖激光強度；脈沖在樣品中傳輸時由于介質的雙光子吸收，出射光強不斷降低，脈寬也隨著展寬。吸收系數(shù)越大，脈寬展寬越大，出射光下降越大。
　　3、根據(jù)介質的雙光子吸收造成的激光脈沖的脈寬展寬