导读:本文包含了激光自聚焦论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:自聚焦,自聚焦焦距,非线性薛定谔方程,并行计算
激光自聚焦论文文献综述
马存良[1]（2017）在《强激光自聚焦成丝数值与理论研究》一文中研究指出激光在空气中成丝的研究已经20多年,自从20世纪90年代中期A.Braun首次发现激光在空气中传输的成丝现象。由于其很高的潜在应用价值,科学界对此给予了高度热情和关注,相关的理论和实验研究层出不穷。本论文致力于对飞秒强激光在空气中传输的理论研究,具体如下。用两种方法实现了仿真强激光在空气中传输的并行程序。对高斯脉冲在透明介质中非线性传输的能流进行了理论分析。得到了可以替代现在仍在广泛使用的Marburger公式的更加通用的自聚焦焦距公式。对高阶克尔模型和克尔等离子体模型进行了研究对比。(1)使用两种技术(OpenMP和POSIX)编写了并行运行在多核计算机上的,数值求解强激光在透明介质中传输的,在径向使用Crank-Nicholson差分格式在时间上傅里叶变换求解的分步方法。此并行方法运行在多核服务器上的加速比随着线程的增加近乎线性。对于POSIX技术实现的并行程序,在24核服务器上加速效率可以达到90%以上。此并行方法在仿真强激光长距离传输(比如百米到千米量级传输)上具有应用前景。(2)能流密度的分析是分析强激光在空气中非线性传输的一个典型方法。在忽略群速度色散效应的情况下得到了高斯脉冲在透明介质中传输的近似能流演化公式。此能流演化公式在传输距离小时与数值仿真吻合。在传输初始阶段,能流与传输距离近乎成正比关系。通过能流公式,得到了克尔效应部分战胜衍射的临界功率,当初始峰值功率大于此临界功率时,光强会产生增长的现象。通过能流,还得到了光强随传输演化的渐近线。在光束径向存在能流转换点,在能流转换点外能量向外流,在能流转换点内能量向内聚焦。对于等相位高斯脉冲来说,不存在一个使得所有能量都向内聚焦的能量阈值。近似得到了光束非线性传输中能量衍射损耗(在径向转换点不变的假设下)。(3)自聚焦焦距是强激光在透明介质中传输的一个很重要的参数。当初始光束峰值功率大于光丝生成临界功率时,自聚焦焦距代表光丝的初始位置。结合群速度色散长度和Marburger公式,得到一个新的半经验公式。此公式可以预测自聚焦焦距的大小,无论群速度色散作用的强弱。通过模拟结果,发现存在一个功率阈值,在此阈值下自聚焦焦距为最大值。(4)以线性传输模型为对比研究了不同初始能量的环形光束在空气中的非线性传输。结果显示,在传输初始阶段,非线性克尔效应减弱了线性空间啁啾导致的聚焦作用。线性聚焦使能量向光轴方向流动导致强光强光束核心,在光轴附近形成类高斯脉冲结构,增强了非线性自聚焦效应,导致光强急剧增加形成光丝。环形光束的初始能量大小能够影响自聚焦焦距、光丝长度和光强通量。自聚焦焦距随着初始脉冲能量的增加而减小,但自聚焦焦距与初始功率的开方不成反比(这点与高斯脉冲不同)。光丝长度随着初始脉冲能量的增加而增加。轴上光强通量随初始脉冲能量的增加而增加。(5)用数值方法研究了各阶克尔非线性折射系数对强激光传输的影响,结果显示第7阶克尔非线性系数和第9阶克尔非线性系数协同影响激光传输,当第7阶克尔效应起作用时,忽略第9阶克尔效应的作用会导致光强随传输距离剧烈震荡,传输非常不稳定。要得到稳定传输需要第7阶克尔非线性系数和第9阶克尔非线性系数同时起作用或同时不起作用。在自聚焦阶段第3阶非线性折射率对折射率改变起主要作用,在稳定光丝阶段第7阶克尔系数,第9阶克尔系数起主要作用。第5阶克尔系数在整个传输过程中对折射率的改变一直比较小。(6)研究了超短强激光脉冲在空气中传输的周期。因为Loriot等测量的高阶克尔系数的争议性,采用两种模型仿真,高阶克尔模型和克尔等离子体模型(克尔等离子体模型不包含高阶克尔效应)。对两个因素进行了分析,即群速度色散和光束能量。结果显示,群速度色散效应不能简单的忽略,即使脉冲长度为数百飞秒。多光子吸收对光束造成的能量损失很小,不足以影响光丝的长度。另外,提出一种可以区分高阶克尔模型和克尔等离子体模型正确性的概率指标。(本文来源于《西南交通大学》期刊2017-04-15）
阮望超[2]（2013）在《基于光线光学的强激光自聚焦现象的仿真与分析》一文中研究指出在研究强激光系统时,非线性自聚焦对光传输的影响是必须考虑的,因为当强激光通过介质发生自聚焦时,会使得某些位置的光功率密度迅速提高,可能造成固体材料的不可逆损伤。通过对包含线性及非线性介质的实际系统进行仿真,根据仿真结果来判断系统中的哪些部件最可能受到自聚焦的影响,从而改进系统参数来消除不利影响,就有可能优化设计强激光系统。目前的光学设计软件大多基于光线光学,能够对仅含线性介质的光学系统进行仿真分析。因此,利用光线光学仿真非线性自聚焦介质中的光传输,并与现有光学设计软件结合,就可以仿真实际强激光系统,这对这类系统的设计、调试有重要的意义。非线性介质中的光线追迹可以转换为线性介质的光线追迹加上光强分布对折射率分布的调制作用,即把非线性介质分为许多小段,将每一小段看作是线性介质并进行光线追迹,而在每一段的端面上进行光强分布和折射率分布的计算。光线追迹时采用了显式亚当斯法求解光线方程,解决了龙格库塔法不适用于非线性光线追迹的问题。用网格统计方法求光强分布时会产生量化误差,为此,我们提出基于梯度信息的光强分布恢复算法,有效地抑制了量化误差。仿真结果显示,光束在自聚焦过程中会形成多个焦点,且第一个焦点位置随光功率的提高而更靠近入射位置,此外,由于光束横截面不同位置的折射率梯度不一样,因此可能形成局部光束,当局部光束足够强时会产生侧向发散的细光束。为了说明光线光学仿真方法的优点,我们采用光束传输法对自聚焦进行了仿真,并将它与光线光学方法进行了对比。最后,利用一个包含了球面、非球面面型的线性介质和非线性介质的简单混合系统,以画光学系统光线图为例,介绍了混合建模的仿真。本文最终完成的工作有非线性介质中的光线追迹程序,其中包括了光线追迹算法和光分布恢复算法,还在光学设计软件0TS的基础上编写了混合建模的部分程序,另外在MATLAB上实现了用光束传输方法对自聚焦的初步仿真。文中关于非线性自聚焦仿真分析的内容已在《物理学报》上发表论文一篇。(本文来源于《浙江大学》期刊2013-03-01）
张立文,张聚伟,李娜,宋潇[3]（2011）在《拉曼延迟克尔效应对超短脉冲激光自聚焦传输特性的影响》一文中研究指出通过对包含拉曼延迟响应的非线性传输方程进行数值计算,研究了具有几十飞秒脉宽的超短脉冲激光在空气中传输时拉曼延迟克尔效应对自聚焦传输特性的影响。结果表明:克尔效应中的拉曼延迟响应使整个脉冲内的非线性折射率的峰值减小并向脉冲尾部偏移,使自聚焦效应首先发生在脉冲的尾部,不仅降低了脉冲前部的自聚焦效应,也降低了整个脉冲的非线性自聚焦效应。数值计算结果还发现,拉曼延迟克尔效应进一步增强了超短脉冲激光自聚焦成丝传输的稳定性。(本文来源于《激光杂志》期刊2011年01期）
陈军,莫则尧,郑春阳,李斌[4]（2008）在《激光自聚焦和成丝模拟中的并行计算方法》一文中研究指出已编制完成叁维非线性流体力学与激光传播耦合并行模拟程序,用以研究高强度激光在稀疏等离子体中的自聚焦和成丝不稳定性形成机制.介绍该叁维并行程序中所使用的数值方法和并行算法.(本文来源于《计算物理》期刊2008年02期）
林晨,张立文,覃晓,高军毅[5]（2007）在《空气中飞秒激光自聚焦等离子体通道的电导特性》一文中研究指出通过电学探测法,采用不同焦距的聚焦透镜,在不同激光能量、不同极性外加电压的条件下,对大气中的飞秒激光自聚焦等离子体电离通道特性进行了实验研究。发现激光脉冲经不同焦距的聚焦透镜作用后均存在较长的电离通道,通道的等效电阻率有所变化,通常电阻率的最大值出现在透镜的几何焦点附近,并且焦距越长,此电阻率的局部峰值点离几何焦点位置越近。在外加不同极性电压时,自由电子受到所加静电场作用力、洛仑兹力以及有质动力的共同作用。焦点前,通道电流变化不明显,加正向电压产生的电流略微大于加负向电压时的电流;焦点后则是加负向电压产生的电流大于加正向电压时的电流。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2007年05期）
李琨,张彬,李恪宇,王成程[6]（2006）在《熔石英介质中强紫外激光自聚焦效应研究》一文中研究指出针对脉冲宽度约1 ns、波长为351 nm的叁倍频紫外激光,定量分析了熔石英介质中的自聚焦长度、峰值光强与强紫外激光光束质量及环境条件等因素的关系,研究了产生紫外光非线性自聚焦效应的阈值条件。研究结果表明:在强紫外激光光束质量一定的前提下,可将B积分值定义为自聚焦的阈值条件;入射强紫外激光光束质量越差,在熔石英介质中产生自聚焦的阈值条件越低;即使对于空间分布均匀的理想光束,当空气中存在灰尘时,经过一段距离的传输后,在熔石英介质中将导致强紫外激光自聚焦效应的产生,且灰尘尺寸较大时的自聚焦效应较明显,自聚焦的阈值条件也相对较低。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2006年10期）
毕兆琪[7]（1990）在《激光自聚焦调Q特性分析》一文中研究指出本文分析了新的激光调Q方法——自聚焦调Q的几项特性,其中包括调Q过程中腔几何损耗的变化、Q开关参数、巨脉冲参数、第二阈值等。(本文来源于《郑州大学学报(自然科学版)》期刊1990年02期）
许方晓,乐时晓[8]（1990）在《大气中的激光自聚焦及其对传播的影响》一文中研究指出本文综述了强激光束在大气中的自聚焦效应及其与大气击穿、受激喇曼散射、热晕的关系,并就其对激光大气传播的影响和对大型实用激光系统设计的要求进行了初步的分析和讨论。(本文来源于《激光技术》期刊1990年02期）
陈秀娥[9]（1986）在《用激光自聚焦装置测量薄膜厚度》一文中研究指出西德莱茨·韦茨拉尔有限公司研制的微机控制 MPV-SP型薄膜测厚仪可确定透明薄膜的厚度。这种根据分光原理工作的测厚仪可在生物、医学、物理中分析最小物体时作薄膜检查,且备有激光自聚焦系统。用于积木式检查和测量设备的激光自聚焦(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊1986年07期）
[10]（1974）在《液晶提供激光自聚焦》一文中研究指出在测定MBBA液晶自聚焦能力的一次试验中,美国马萨诸塞大学的劳(Rao)和杰雅拉曼(Jayaraman)断定,在向列至各向同性的相变温度(46℃)下,红宝石激光束的自聚焦在360瓦功率电平处发(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊1974年09期）
激光自聚焦论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在研究强激光系统时,非线性自聚焦对光传输的影响是必须考虑的,因为当强激光通过介质发生自聚焦时,会使得某些位置的光功率密度迅速提高,可能造成固体材料的不可逆损伤。通过对包含线性及非线性介质的实际系统进行仿真,根据仿真结果来判断系统中的哪些部件最可能受到自聚焦的影响,从而改进系统参数来消除不利影响,就有可能优化设计强激光系统。目前的光学设计软件大多基于光线光学,能够对仅含线性介质的光学系统进行仿真分析。因此,利用光线光学仿真非线性自聚焦介质中的光传输,并与现有光学设计软件结合,就可以仿真实际强激光系统,这对这类系统的设计、调试有重要的意义。非线性介质中的光线追迹可以转换为线性介质的光线追迹加上光强分布对折射率分布的调制作用,即把非线性介质分为许多小段,将每一小段看作是线性介质并进行光线追迹,而在每一段的端面上进行光强分布和折射率分布的计算。光线追迹时采用了显式亚当斯法求解光线方程,解决了龙格库塔法不适用于非线性光线追迹的问题。用网格统计方法求光强分布时会产生量化误差,为此,我们提出基于梯度信息的光强分布恢复算法,有效地抑制了量化误差。仿真结果显示,光束在自聚焦过程中会形成多个焦点,且第一个焦点位置随光功率的提高而更靠近入射位置,此外,由于光束横截面不同位置的折射率梯度不一样,因此可能形成局部光束,当局部光束足够强时会产生侧向发散的细光束。为了说明光线光学仿真方法的优点,我们采用光束传输法对自聚焦进行了仿真,并将它与光线光学方法进行了对比。最后,利用一个包含了球面、非球面面型的线性介质和非线性介质的简单混合系统,以画光学系统光线图为例,介绍了混合建模的仿真。本文最终完成的工作有非线性介质中的光线追迹程序,其中包括了光线追迹算法和光分布恢复算法,还在光学设计软件0TS的基础上编写了混合建模的部分程序,另外在MATLAB上实现了用光束传输方法对自聚焦的初步仿真。文中关于非线性自聚焦仿真分析的内容已在《物理学报》上发表论文一篇。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
激光自聚焦论文参考文献
[1].马存良.强激光自聚焦成丝数值与理论研究[D].西南交通大学.2017
[2].阮望超.基于光线光学的强激光自聚焦现象的仿真与分析[D].浙江大学.2013
[3].张立文,张聚伟,李娜,宋潇.拉曼延迟克尔效应对超短脉冲激光自聚焦传输特性的影响[J].激光杂志.2011
[4].陈军,莫则尧,郑春阳,李斌.激光自聚焦和成丝模拟中的并行计算方法[J].计算物理.2008
[5].林晨,张立文,覃晓,高军毅.空气中飞秒激光自聚焦等离子体通道的电导特性[J].强激光与粒子束.2007
[6].李琨,张彬,李恪宇,王成程.熔石英介质中强紫外激光自聚焦效应研究[J].强激光与粒子束.2006
[7].毕兆琪.激光自聚焦调Q特性分析[J].郑州大学学报(自然科学版).1990
[8].许方晓,乐时晓.大气中的激光自聚焦及其对传播的影响[J].激光技术.1990
[9].陈秀娥.用激光自聚焦装置测量薄膜厚度[J].激光与光电子学进展.1986
[10]..液晶提供激光自聚焦[J].激光与光电子学进展.1974