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脉冲穿过固体

17 Jun 2002

高功率飞秒脉冲首次被引导通过熔融石英。

由法国物理学家组成的小组首次使激光束在固体中传播很长的距离(Phys Rev Lett 87 213902)。

安德烈·米西洛维奇(Andre Mysyrowicz)及其同事利用自导现象 Ecole Nationale Supé技术公司ées 和法国人 原子能管理局 (CEA),观察到在二氧化硅中传播20毫米的高强度飞秒脉冲。事态发展表明,自导脉冲在固体中遵循的规则与在气体中遵循的规则相同,可能导致光学计算机的发展。

高强度飞秒脉冲可以自组织并穿过固体。为了看到这种效果,原始光束的峰值功率需要高于阈值水平。

该临界水平取决于所涉及的两种介质(空气和二氧化硅)的折射率以及波长。折射率的变化导致介质充当聚焦激光的透镜­因此,这个名字是自我指导的。在二氧化硅中发生自导的阈值功率为2.7 MW。

研究人员使用了工作在800 nm的钛蓝宝石激光器发出的160 fs的超短脉冲。激光系统以200 kHz的重复频率运行,并且输出光束精确定位在二氧化硅样品的前表面附近。

Mysyrowicz及其同事还使用CCD摄像机来监控脉冲通过二氧化硅时的形状和持续时间。通过建模,他们发现固体中的自导向几乎与空气中的相同。

Mysyrowicz解释了其中涉及的机制:“这种不寻常的传播机制是通过趋于聚焦光束的光学Kerr效应和趋于使光束散焦的多光子激发之间的动态竞争建立的。”

该小组希望改善自我指导的条件,并研究超短激光物理学中的其他重要媒体。 Mysyrowicz表示:“尽管这项技术具有未来性,但它在光学计算和缩短脉冲而无需压缩阶段的情况下可能会变得有用。” 光学组织

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