紧聚焦条件下飞秒激光产生空气等离子体的动态演化特性

采用具有旋转对称性的三维空间电离模型, 对紧聚焦条件下中心波长为800 nm、脉冲宽度为50 fs的激光脉冲产生的空气等离子体的时间和空间特性进行了数值模拟, 揭示了整个等离子体区折射率的动态演化过程。计算结果表明:当激光脉冲开始聚焦时, 靠近焦点前方的空气首先被电离, 随后产生一个中心区域达到饱和、边缘具有很高折射率梯度的水滴状等离子区域; 随着激光脉冲继续向焦点传播并越过焦点, 等离子体区进一步向前延伸, 直至在焦点前后形成一个近乎对称的双卵形结构; 脉冲通过焦点区域后, 空气等离子体强度沿传播方向逐渐减弱, 直到最终完全消失; 在10倍物镜聚焦下, 脉冲能量为500 μJ、脉冲宽度为50