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基于光线光学的非线性自聚焦现象的仿真分析  
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【英文篇名】 Simulation and analysis of nonlinear self-focusing phenomenon based on ray-tracing
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【作者】 阮望超; 岑兆丰; 李晓彤; 刘洋舟; 庞武斌;
【英文作者】 Ruan Wang-Chao Cen Zhao-Feng Li Xiao-Tong Liu Yang-Zhou Pang Wu-Bin(State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation; Zhejiang University; Hangzhou 310027; China);
【作者单位】 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室;
【文献出处】 物理学报 , Acta Physica Sinica, 编辑部邮箱 2013年 04期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 实际光线追迹; 非线性自聚焦; 光传输仿真;
【英文关键词】 real ray-tracing; nonlinear self-focusing; light propagation simulation;
【摘要】 采用光线光学方法对非线性自聚焦现象进行仿真,能够从宏观上直观地体现强激光的传输过程,同时避免采用近轴近似、自相似近似等.本文采用在光传输路径上垂直于光轴切片的方法,将光的非线性传输转化为切片上的光对折射率的调制作用和切片间的线性传输.在切片端面上统计光强后对量化误差进行了抑制,而线性传输过程采用了亚当斯法求解光线方程从而解决了龙格库塔法等不能用于非线性光传输仿真的问题.仿真结果显示,强激光自聚焦在轴上有多个焦点,且第一个焦点的位置随光功率的增大而更靠近入射位置;由于追迹的是实际光线,故可以得到近轴区以外区域自聚焦及成丝(环)的情况,这对于强激光系统安全是有重要意义的.利用已有的同样基于光线追迹方法的光学设计、仿真软件,可以把非线性自聚焦介质和线性介质结合起来,仿真光在实际强激光系统中的传输.
【英文摘要】 The simulation of nonlinear self-focusing phenomenon using ray-tracing method can macroscopically provide an intuitive picture of the propagation of light in a self-focusing material,without adopting paraxial approximation or self-similar hypothesis.In this paper,propagation of light is sampled by discrete slices along a certain direction.Thus nonlinear propagation is turned into the combination of optical modulation of the refractive index on separate slices and linear propagation between each two adjacent...
【基金】 国家自然科学基金(批准号:11275166,10875105)资助的课题~~
【更新日期】 2013-04-25
【分类号】 TN241
【正文快照】 1引言对非线性自聚焦的研究始于1962年[1],至今已有许多研究自聚焦的理论[24],并在一定程度上得到了实验[57]的验证.自聚焦的仿真方法可分为波动光学方法和光线光学方法.前者是数值求解非线性薛定谔方程,该方法又可以分为两类[8],即有限差分法和伪频谱法.目前被广泛用于解非线?

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