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超短强激光脉冲具有很多潜在的应用,例如产生太赫兹波、超宽带激光雷达、激光引雷等等,这使得超短强激光脉冲激光大气传输成为近年来激光研究的热点问题。强激光脉冲在大气中传输时,由于三阶克尔自聚焦效应、高阶克尔效应以及等离子体散焦效应的动态平衡,它会在空气中形成自导传播现象。本文应用分步傅里叶方法和Crank-Nicholson差分格式(简称FCN方法),采用文献中最新报道的高阶克尔系数,数值模拟了飞秒和皮秒强激光脉冲在大气中的传输图像,对高阶克尔散焦效应与等离子体散焦效应在激光传输过程中的影响进行了分析,并在给定激光脉冲能量与峰值光强的条件下,研究了不同初始功率对其传输特性的影响。主要的研究成果有：在给定相同初始激光脉冲的条件下,本文分别使用完整模型、不包含电离效应的完整模型、经典模型(不含高阶克尔效应)、真空传输模型(不含非线性效应)对飞秒(TFWHM=70fs)和皮秒(TFWHM=1.2ps)脉冲激光在大气中的传输过程进行了数值模拟。结果表明,高阶克尔效应在飞秒激光脉冲传输过程中起主导作用,等离子体散焦效应相对于高阶克尔效应来说相对较弱,但是其仍然会对激光脉冲横截面能量分布产生较大的影响。经典模型给出的光强极大值比完整模型的结果大一倍以上,其预言的等离子体密度比后者要大一个数量级以上。与飞秒脉冲相比,皮秒脉冲产生的等离子体密度相对较大,等离子体散焦效应更强,故对于皮秒脉冲或更长脉冲激光而言,等离子体散焦效应不可忽略。本文还应用完整模型研究了在给定激光脉冲能量与峰值光强的条件下,不同初始功率对飞秒激光脉冲大气传输的影响。模拟结果显示,随着输入功率的增大,等离子体散焦效应逐渐增强,脉冲在时间和空间上的分裂也愈加明显,由于电离效应逐渐增强,导致激光脉冲损失更多的能量。当输入功率较小时,激光脉冲的脉宽较大,脉冲半径较小,光强通量在空间上更加集中,此时自聚焦效应将变得明显。