微透镜阵列下飞秒平顶光束在熔融石英中的成丝与超连续辐射效应

"飞秒平顶光束经微透镜阵列在熔融石英中的成丝及其超连续辐射研究" 本文是由周宁、张兰芝等人发表的一篇首发论文，探讨了飞秒平顶光束在熔融石英中通过微透镜阵列产生激光成丝（filamentation）及超连续辐射（supercontinuum emission）的现象，并将其与传统的高斯光束进行了对比。这项研究得到了国家自然科学基金等多个项目的资助。 飞秒激光成丝是一种非线性光学现象，发生在高功率激光脉冲在透明介质中传播时。当激光能量足够高时，光束会自我聚焦并形成细长的等离子体通道，这一过程称为激光成丝。这种现象在物理、化学和生物科学中有广泛应用，例如在远程大气探测、光谱学、激光微加工等领域。 在该研究中，作者特别关注了平顶光束（flattened femtosecond laser beam）的应用。与传统的高斯光束相比，平顶光束具有更均匀的能量分布，这使得在熔融石英中形成的激光丝更加稳定，分布也更为均匀。实验中，研究人员对这两种光束情况下的多丝传输进行了横向和纵向成像，证实了平顶光束在多丝分布上的优势。 此外，平顶光束的一个显著优点是在相同脉冲能量下，它可以降低对熔融石英的损伤风险。这意味着可以使用更高的输入脉冲能量，从而产生更高能量的超连续辐射。超连续辐射是指在宽带光谱范围内产生的连续光谱，通常由高功率飞秒激光在透明介质中传播时的非线性效应引起。这种辐射在光学通信、光谱学和量子信息处理等领域有重要应用。 通过微透镜阵列，研究团队能够更有效地控制和优化飞秒激光在熔融石英中的传播和能量转换。微透镜阵列可以改变光束的形状和聚焦特性，从而影响激光在介质中的传输方式和非线性效应的产生。 总结来说，这篇研究展示了平顶光束在飞秒激光成丝和超连续辐射领域具有潜在的优势，特别是在提高光束质量、减少介质损伤和增强辐射能量方面。这些发现对于未来开发更高性能的光学系统和改进相关技术具有重要意义。