超高斯型强场激光脉冲的时间包络分布对介质双光子特性的影响

【摘要】：本论文利用预估校正法和时域有限差分法,求解三能级体系下的全波载频麦克斯韦方程和布洛赫方程,研究了强场超高斯型激光脉冲与级联三能级体系相互作用的双光子过程,同时研究了由强双光子吸收过程引起的不同阶次的超高斯型脉冲在传播过程的光限幅效应。通过对传播过程中具有不同时间包络的超高斯型脉冲双光子面积的计算,发现不管是对于超短高斯型脉冲还是超短超高斯型脉冲,双光子面积都不再是脉冲传播动力学过程中的决定性因素,脉冲波形在强场共振双光子相互作用过程中也扮演了重要的角色。对具有相同初始脉宽和入射电场峰值的高斯型脉冲和超高斯型脉冲,脉冲阶次越低,即n的值越小,其初始的入射脉冲双光子面积就越大,而在相同传播距离处的出射脉冲双光子面积却越小,双光子吸收光限幅效应也就会更明显。脉冲传播过程中,介质各能级粒子数分布,以及由高阶非线性光学效应引起的新衍生场的强度及其时频分布也都依赖于入射超高斯型脉冲的波型、电场强度、脉宽等参量。此外,我们还研究了在入射脉冲半高全宽为定值时,不同波型的超高斯脉冲的出射光强随着入射光强增加的演化曲线,发现n越小时,随着入射光强的增加,光限幅效应失效出现的越早。