基于光线光学的非线性自聚焦现象的仿真分析

作者：阮望超; 岑兆丰; 李晓彤; 刘洋舟; 庞武斌

来源：Acta Physica Sinica, 2013, (04): 164-169.

• 实际光线追迹
• 非线性自聚焦
• 光传输仿真 real ray-tracing
• nonlinear self-focusing
• light propagation simulation

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...

• 单位
  现代光学仪器国家重点实验室; 浙江大学