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1、第33卷第4期中国激光Vol.33,No.42006年4月CHINESEJOURNALOFLASERSMay,2006文章编号:02587025(2006)04049905啁啾脉冲高斯光束在自由空间的传输邹其徽,吕百达(四川大学激光物理与化学研究所,四川成都610064)摘要基于瑞利索末菲衍射积分,使用复解析信号法推导出了啁啾脉冲高斯光束在自由空间中的传输方程及其傅里叶谱,给出了远场的光场和空间光强的解析式,研究了啁啾参数C对脉冲光束传输的影响。结果表明,当啁啾参数C较小时,随啁啾参数增加,其轴上光谱蓝移增加C2倍,其
2、轴上谱线宽度增加(1+C2)1/2倍。随衍射角增大,轴外光谱红移比无啁啾参数时快。脉冲宽度较小时,啁啾参数增大,轴上光强增大,横向光强分布越集中于传输轴附近;脉冲宽度较大时,啁啾参数增大对横向光强的影响减小。啁啾参数的正负号不影响横向光强分布和光谱分布。关键词激光光学;超短脉冲高斯光束;啁啾;复解析信号中图分类号O435;TN012文献标识码APropagationofUltrashortChirpedPulsedGaussianBeamsinFreeSpaceZOUQihui,LUBaida(InstituteofLaser
3、Physics&Chemistry,SichuanUniversity,Chengdu,Sichuan610064,China)AbstractBasedontheRayleighSommerfelddiffractionintegralandcomplexanalyticalsignalrepresentation,thefreespacepropagationequationanditsFourierspectrumforultrashortchirpedpulsedGaussianbeamsarederived,andthefar
4、fieldanalyticalelectricfieldandspatialintensityarepresented.Theeffectsofchirpparameteronthespatiotemporalandspectralpropertiesareillustratedwithanalyticalformulasandnumericalcalculationresults.ItisfoundthatifthechirpparameterCisrelativelysmall,theonaxisspectralblueshiftsinc
5、reasebyC2times,theon21/2axisspectralbandwidthincreasesby(1+C)times,andtheoffaxisspectralredshiftsalsoincreaseconsiderably.Onaxisintensityincreaseswithincreasingchirpparameterforrelativelysmallvaluesofthepulseduration,andtransversalintensitydistributionisconcentratednearto
6、thepropagationaxis.Thetransversalintensitydistributionremainsnearlyunchangedwithincreasingchirpparameterforrelativelylargevaluesofthepulseduration.Thesignofchirpparametershasnoeffectonthespectraldistributionandtransversalintensitydistribution.Keywordslaseroptics;ultrashortp
7、ulsedGaussianbeam;chirp;complexanalyticalsignal[13]1引言通信等方面应用也具有实际意义。本文基于瑞利衍射积分,使用复解析信号法推导出了非近轴超短超短超强激光脉冲在自由空间、线性无损耗介啁啾脉冲高斯光束在自由空间中传输的解析传输方质中和非线性色散介质中传输的研究引起了广泛的程和傅里叶谱,计算分析了啁啾参数的变化对超短啁[1~4]关注,以初始源平面的时间波形为高斯脉啾脉冲高斯光束传输的时空特性和光谱特性的影响。[2,3][5][6,7]冲、泊松脉冲、双曲正割脉冲和洛仑兹脉[6]冲的研究居多。
8、为获得超短超强激光脉冲,常采2啁啾脉冲高斯光束在自由空间的传用啁啾脉冲放大(CPA)和光参量啁啾脉冲放大输方程(OPCPA)技术。因此,超短啁啾脉冲
