閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
技術前沿

中國科學院上海光機所在飛秒激光空氣成絲自聚焦閾值研究方面取得進展

激光制造網(wǎng) 來源:中國科學院上海光機所2024-08-02 我要評論(0 )   

近期,中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究團隊,在重頻依賴飛秒激光空氣成絲自聚焦閾值研究方面取得進展。相關研究結果以“Pulse repetit...

1722565750229

近期,中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究團隊,在重頻依賴飛秒激光空氣成絲自聚焦閾值研究方面取得進展。相關研究結果以“Pulse repetition-rate effect on the critical power for self-focusing of femtosecond laser in air”為題發(fā)表于Optics Express。

飛秒激光成絲產(chǎn)生于克爾自聚焦效應與等離子體散焦效應的動態(tài)平衡,在超短脈沖壓縮、太赫茲輻射、大氣遙感、天氣控制等領域展現(xiàn)出巨大的應用潛能。高重頻飛秒激光技術的發(fā)展為光絲在穿云透霧、人工引雷、激光加工等領域帶來了新的機遇。近期的研究工作中,團隊聚焦高重頻飛秒激光大氣成絲過程,發(fā)現(xiàn)了高重頻飛秒激光成絲的特性和規(guī)律,(Adv. Photon. Res. 4, 2200338 (2023))澄清了脈沖累加效應對光強(High Power Laser 11, e46 (2023))、等離子體密度和溫度的影響機制(Chin. Opt. Lett. 22, 013201 (2024)),解決了脈沖累加效應導致光絲自動的瓶頸問題(Light: Sci. & Appl. 13, 42 (2024))。然而,自聚焦閾值是評價成絲過程是否發(fā)生的關鍵參數(shù),高重頻依賴的脈沖累加效應對飛秒激光絲自聚焦閾值的影響尚不明確。

1722565666956

圖 1. 入射能量為 (a) 240 μJ、(b) 280 μJ、(c) 300 μJ 和 (d) 325 μJ 且重復頻率為 1 kHz 時光絲誘導軸上熒光信號。(e) 傳統(tǒng)高斯擬合和雙峰擬合的殘差圖。


在這項工作中,研究人員利用飛秒激光空氣成絲過程中幾何聚焦與克爾自聚焦的雙重作用,提出了一種基于雙峰擬合的確定自聚焦閾值的新方法。并通過深入分析殘差、均方根誤差、擬合確定系數(shù)等證明所提出的方法優(yōu)于傳統(tǒng)的高斯擬合法,可以更為精準地確定自聚焦閾值。研究團隊測量了空氣中1kHz,500Hz,100Hz以及50Hz重頻下的飛秒激光成絲自聚焦閾值,發(fā)現(xiàn)了相比于較低重頻、高重頻飛秒激光脈沖在空氣中傳輸自聚焦閾值更低、更容易成絲的新規(guī)律,數(shù)值模擬結果證實了實驗規(guī)律的準確性。這項工作為自聚焦的研究提供了新的思路,在深入理解高重頻飛秒激光絲特征方面具有重要意義。

1722565729641

圖 2. 重復頻率為 (a) 1 kHz、(b) 500 Hz、(c) 100 Hz、(d) 50 Hz 時,光絲誘導熒光信號的峰值位置(雙峰擬合)與脈沖能量的函數(shù)關系。紅色擬合線之間的交點表示自聚焦閾值。(e) 使用傳統(tǒng)高斯擬合(藍色)和雙峰擬合(紅色)得到的自聚焦閾值與重頻的函數(shù)關系。


轉(zhuǎn)載請注明出處。

激光應用激光切割焊接清洗
免責聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權使用作品的,應在授權范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關責任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網(wǎng)提出書面權利通知,并提供身份證明、權屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關涉嫌侵權的內(nèi)容。

網(wǎng)友點評
0相關評論
精彩導讀