这个5MW是什么意思?我们先来假设一个均匀介质材料(均匀的石英玻璃)如果功率恰好处于临界功率,即使没有波导结构(光纤的纤芯/包层结构),入射的光束在理论上可以表现出自陷(self-trapping)。光束在更长的距离内一直保持恒定传播。这就是因为光的发散被非线性的自聚焦补偿了。不过在实际应用中很少用,首先是这个脉冲个功率也不算低,另外这个“状态”很不稳定,即使微小偏差,也会迅速导致现象消失。
光纤内的高阶模态也因为非线性的相互作用不稳定。比如将4 MW的功率耦合入光纤纤芯,原本的LP11模,经过大约12 mm的传播距离之后,光就变成了LP01和LP11的混合模式。
光丝(filamentation):如果入射功率远高于自聚焦的临界阈值,可能伴随自聚焦会发生一条等离子通道(光丝,filamentation)。光脉冲能维持几乎不变的直径传输很长一段距离。这是自聚焦与等离子体散焦效应间的动态平衡。其中光束会分解为几束具有较小光焦度的光束。所得的光束方向可以是随机的,不过常常具有相当规则的结构。
这个现象在远程遥感、远程探测空气污染物、激光引雷、脉冲压缩、控制闪电、人工造雨雪等领域具一定的应用价值。
(三)阿斯卡瑞安(Gurgen Askaryan)其人
刚才介绍自聚焦现象是由阿斯卡瑞安发现。Gurgen Ashotovich Askaryan(亚美尼亚语:ԳուրգենԱսկարյան;俄语:ГургенАскарьян,1928年12月14日至1997年3月2日)是著名的苏维埃-亚美尼亚物理学家,以发现光自聚焦,开创性研究而闻名物质相互作用的研究,以及高能粒子与凝结物质相互作用的发现和研究。