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作者:冯志芳;郝婷;刘勋;刘丽娜;李维;舒小芳;刘渊;
单位:太原科技大学应用科学学院,山西省光场调控与融合应用技术创新中心;中国空间技术研究院北京空间机电研究所;北京量子信息科学研究院;
摘要:本文通过数值模拟,利用大气分层模型,研究了强飞秒激光脉冲在距地面1 km以内不同高度处产生光丝,分析了压强、束腰宽度、脉宽以及散射介质的衰减对光丝传输特性和超连续波谱的影响。结果表明,压强的微小变化导致光丝特性的显著变化,从而直接影响超连续波谱的特性。在不同束宽和脉宽下,等离子体丝激发的波谱覆盖了整个可见光波长范围,并延伸到中红外波段,适当地减小束宽和脉宽,可以增强波谱强度和扩展红移截止波长,并且波谱的强度与光丝的长度及稳定性有关,而波谱的红移由光丝的动力学特性决定。散射介质(包括雨滴、雾和气溶胶)对光丝传输特性有较大的影响,但当初始参数选取合适时,衰减对超连续波谱中的中红外波谱强度和展宽的影响是比较小的。此研究为利用中红外波谱探测不同高度处大气污染物成分提供了重要的理论依据。
关键词:强飞秒激光脉冲;中红外波谱;压强;散射介质;光丝
基金资助:国家自然科学基金项目(12004043;12174034); 山西省基础研究计划项目(202203021211192); 山西省高等学校科技创新项目(2022L321)