近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)基于激光燒蝕法，為光絲核心區(qū)域（小于50微米的范圍內(nèi)）徑向能流通量分布直接測(cè)量及調(diào)控提供了新方案。相關(guān)論文發(fā)表在《光學(xué)快訊》（Optics Express）。

飛秒激光成絲是飛秒激光在介質(zhì)中非線性傳輸時(shí)所特有的現(xiàn)象，在超短脈沖壓縮、光學(xué)成像、微納加工、遙感探測(cè)、天氣干預(yù)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。光絲內(nèi)部的徑向能流通量分布及其沿光絲的演化對(duì)相關(guān)應(yīng)用至關(guān)重要，也是表征光絲特性的重要參數(shù)之一。但是，由于光絲內(nèi)部光強(qiáng)較高，易損傷常規(guī)探測(cè)材料和器件，因而難以實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量。

研究人員利用材料損傷和激光能流密度的依賴關(guān)系，通過(guò)高強(qiáng)度光絲燒蝕材料形成的燒蝕痕跡，記錄光絲內(nèi)部能流通量的特征信息，實(shí)現(xiàn)了光絲核心區(qū)域徑向能流通量及其沿光絲縱向分布的精密測(cè)量。通過(guò)該方法，再現(xiàn)了基于光闌調(diào)控入射激光對(duì)成絲核心區(qū)域能量分布的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)，同普通圓形光闌相比，利用新型星形光闌可以獲得更高能流通量和等離子體密度的空氣光絲，并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果與基于非線性薛定諤方程的數(shù)值模擬相符。該項(xiàng)研究成果推動(dòng)了飛秒激光成絲過(guò)程光絲內(nèi)部激光能流通量分布的精密測(cè)量、調(diào)控及其相關(guān)應(yīng)用的研究。

圖1 實(shí)驗(yàn)中使用的星形光闌（a）和顯微鏡載玻片表面記錄的光絲截面：高斯光成絲（b）和星形光絲調(diào)控成絲（c）

圖2 激光光絲燒蝕形成的微孔：(a)-(d) 、(e)-(f)和(i)-(l)分別對(duì)應(yīng)沒(méi)加小孔、加圓孔光闌和加星形光闌調(diào)控下激光成絲