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通过理论分析和数值模拟方法,研究了高功率激光系统中的非线性"热像"效应.利用菲涅耳-基尔霍夫衍射积分和非线性近轴波动方程,在远场近似及光学薄近似条件下,得出了位相调制产生"热像"出现的位置及强度满足的解析关系.结果表明,"热像"形成在非线性介质后与衍射物对称的位置,其强度可能比振幅调制产生"热像"的强度大几倍.通过计算机模拟,并与理论预测结果进行比较,显示两者符合较好.同时给"热像"的形成过程赋予了明确的物理意义,指出"热像"的形成类似于同轴位相夫琅禾费全息过程.