飞秒激光成丝在水中产生气泡的动力学过程

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近年来,随着强光光学的飞速发展,飞秒激光技术也被广泛地应用到众多研究领域。当飞秒激光脉冲在介质中传播时,尤其是当等离子体出现时,会伴随着光电离、超连续谱产生和太赫兹辐射等非线性现象。因此,飞秒激光脉冲在介质中的传输特性一直是人们关注的焦点,并成为现今的一个热门方向。本论文主要研究了飞秒激光脉冲在水中成丝产生气泡的动力学过程。我们首先从激光技术的发展历史和飞秒激光成丝的物理机制出发。接下来,介绍了液态介质中飞秒激光成丝的主要物理过程,以及成丝伴随的物理化学性质的变化展开介绍,并对几种成丝的测定方法进行简单说明。在实验方面,我们利用集成CCD的显微镜装置来监测飞秒成丝引起的气泡的动力学过程。实验结果表明,气泡的体积和上升速度均受到脉冲能量的影响。此外,还观察到了几个有趣的现象:当激光脉冲能量在1.6μJ~26μJ之间时,气泡在上升过程中可能会分裂成两个较小且体积相似的气泡;当激光脉冲能量在26μJ~600μJ之间时,大气泡的产生过程会伴随着小气泡的出现。这项研究对于飞秒激光脉冲在水中成丝引起的流体动力学过程的研究提供了一些理论基础。
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