分子雙光子吸收截面與泵浦超短脈沖激光時空關(guān)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(dǎo)熒光法和能量透過率法，后者特別適合于非熒光物質(zhì)。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(jié)構(gòu)處理方面缺乏合理性。本論文將麥克斯韋方程應(yīng)用到非磁、非導(dǎo)電和無自由電荷的均勻介質(zhì)中，根據(jù)介質(zhì)折射率和三階電極化率的復(fù)數(shù)性，從理論推導(dǎo)、數(shù)值計算和模擬等方面，研究了介質(zhì)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(jié)構(gòu)的關(guān)系。論文的

2、研究工作取得了以下主要結(jié)果：
　　1、在僅考慮介質(zhì)三階非線性光學(xué)效應(yīng)雙光子吸收的條件下，理論推導(dǎo)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(guān)系，進一步得到了短脈沖激光在均勻介質(zhì)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(dǎo)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(zhì)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(zhì)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(yīng)。這種展寬效應(yīng)與傳播距離及分子的雙光子吸收截面有關(guān)。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(zhì)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(zhì)的雙光子吸收造成的激光脈沖的脈寬展寬