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基于4f泵浦探测技术研究介质热致非线性的动力学过程

作　者: 易传祥
导　师: 宋瑛林
学　校: 苏州大学
专　业: 光学
关键词: 4f相位相干成像技术泵浦-探测热致非线性动力学
分类号: O437
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

当激光与物质相互作用时,热效应往往不可避免,热致非线性效应也是最早研究的光学非线性效应之一,以往的研究多集中于稳态,近年来随着脉冲激光器的广泛应用,瞬态热致非线性效应的研究就显得尤其重要,也有相当一部分文献对此进行了报道。但关于瞬态热致非线性的动力学过程的研究并没有见到相关报道。本文采用4f泵浦探测技术着重研究了瞬态热致非线性的动力学过程。从热致非线性原理出发,在瞬态条件下,采用有限差分的方法对光声方程和热传导方程进行数值求解,计算了瞬态热致非线性折射随时间变化的动力学过程。同时研究了脉冲宽度、束腰半径、激光能量等物理参数对瞬态热致非线性动力学过程的影响,利用4f泵浦探测技术,通过不同的延迟时间,可以有效的区分介质的非线性机制。在实验上,利用4f泵浦探测技术来观察C70/甲苯溶液的瞬态热致非线性的动力学过程,用调Q倍频纳秒Nd:YAG激光器为光源,输出波长532nm,脉冲宽度为4ns,在延迟时间分别为5ns,8ns和10ns的条件下,用CCD拍摄不同延迟时间下的C70/甲苯溶液的线性和非线性图像,将线性光斑作为入射光斑拟合实验曲线,发现随着延迟时间的增加,吸收引起的热量积累增加,温度变化的影响增大,使得瞬态热折射明显增强。这与我们在理论上的计算符合一致。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-16
  1.1 非线性光学发展简介  9
  1.2 三阶光学非线性测量技术的发展  9-12
  1.3 热致非线性的研究和进展  12-14
  1.4 本论文研究的主要内容  14-16
第二章 4F 相位相干成像泵浦-探测技术  16-25
  2.1 引言  16
  2.2 4F 相位相干成像技术  16-22
    2.2.1 相衬原理  16-18
    2.2.2 4f 相位相干成像技术  18-22
  2.3 基于4F 相位相干成像技术的泵浦-探测技术  22-23
  2.4 小结  23-25
第三章热致非线性折射动力学过程的研究  25-36
  3.1 引言  25
  3.2 瞬态热致非线性折射原理  25-29
    3.2.1 热致非线性折射的分类  25-27
    3.2.2 瞬态热致非线性折射的基本理论  27-28
    3.2.3 光声方程的数值求解  28-29
  3.3 热致非线性折射的动力学研究  29-35
  3.4 小结  35-36
第四章 C70/甲苯溶液热致非线性过程的研究  36-41
  4.1 引言  36
  4.2 实验装置与条件  36-37
  4.3 实验结果与分析  37-40
  4.4 小结  40-41
第五章结论  41-42
参考文献  42-48
攻读硕士学位期间所发表的论文  48-49
致谢  49-50

基于4f泵浦探测技术研究介质热致非线性的动力学过程

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