Analyses of self-focusing phenomenon and temperature rise in light absorption medium by ultrashort pulse laser irradiation

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Vol. 44; no. 5; pp. 472 - 480
• Main Author: Ohmura, E.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Weinheim WILEY-VCH Verlag 01-05-2013; WILEY‐VCH Verlag
• Subjects: Energy distribution; Fourier transforms; heat transfer analysis; Initial conditions; Irradiation; laser absorption; Laserabsorption; Lasers; Light absorption; Mathematical analysis; nichtlineare Optik; nonlinear optics; Nonlinearity; Selbstfokussierung; self-focusing; Ultrakurzpuls-Laser; ultrashort pulse laser; Wärmeübertragungsanalyse
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.201300152

In this study, a paraxial wave equation including light absorption term was solved by numerical calculation using the fast Fourier transform for irradiation of a Kerr medium irradiated by an ultrashort pulse laser. Using the absorbed energy distribution as the initial condition, heat transfer analysis in the material was conducted. The influences of the nonlinear index intensity coefficient and the absorption coefficient on the temperature distribution in the material were investigated.
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine paraxiale Wellengleichung mit einem Lichtabsorptionsterm für die Strahlung eines Ultrakurzpuls‐Lasers in einem Kerr‐Medium durch mumerische Berechnung mittels schneller Fourier‐Transformation gelöst. Durch Verwendung der absorbierten Energieverteilung als Anfangsbedingung wurde eine Wärmeübertragungsanalyse im Material durchgeführt. Der Einfluss des nichtlinearen Intensitätskoeffizienten und des Absorptionskoeffizienten auf die Temperaturverteilung wurde untersucht.