克尔透镜

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克尔透镜(Kerr lens)

定义:一种基于非线性克尔效应的透镜效应

当一个短脉冲通过一个非线性介质时,克尔效应会在脉冲上造成一个相位延迟,在光轴上的光相位延迟最大(由于光轴上光强最大),距离光轴越远相位延迟越小。这个效果与透镜的效果类似,通过对波前的改变产生聚焦效果。这个效应叫做自聚焦效应,其对于被动锁模的激光器实现锁模(参阅克尔透镜锁模)和介质的光学损伤(灾难性的自聚焦作用)有很大的作用。以上是对于正的非线性系数n¬2而言的,对于负的非线性系数,这种非线性效应会造成自散焦。

当一个光功率为P,光束半径为w的高斯光束通过一个厚度为d,非线性系数为n2的薄片状的非线性介质传播时,其克尔透镜的屈光度(焦距的倒数)为:

Ketj01.png

以上公式只考虑了傍轴的抛物线近似下的相位变化。以上公式可以通过计算依赖于径向距离的相位变化,并将其与透镜的相位变化比较而得到。

以上公式表明,对一个给定的光功率,克尔透镜效应会使得较强的光束的产生较强的聚焦效应,从而产生更高的光强。


参阅:克尔效应透镜自聚焦激光损伤克尔透镜锁模自相位调制