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[美国激光学会ILSC? 2019：国际激光安全会议论文集 - 美国佛罗里达州南基西米（2019年3月18-21日）] 国际激光安全会议 - 人眼内模拟超连续谱产生

DOI：10.2351/1.5118572 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 足够高强度的飞秒激光脉冲在介质中传播时易产生多种非线性效应。随着高强度飞秒激光系统的日益广泛应用，理解非线性光学效应（包括超连续谱的产生）所引发的视网膜危害变得尤为重要。现行激光安全标准（如针对1200-1400纳米脉冲波长的ANSI Z136.1标准）是基于脉宽超过100飞秒的实验研究和线性脉冲模拟制定的。强吸收、宽频带及色散效应的共同作用，使得基于缓变包络近似的传统非线性脉冲模拟方法不适用于生物组织中近红外脉冲的研究。为建立视网膜危害模型，我们采用不依赖包络近似的线性超快脉冲传播现有模型，模拟水中的光谱展宽现象。通过引入自聚焦效应的一维模拟，我们利用先前水中白光超连续谱生成的实验数据验证了该模型。随后在现行ANSI MPE（最大允许照射量）标准限值（针对10皮秒以下脉冲）范围内，模拟了10飞秒至1皮秒、1200-1400纳米脉冲的传播过程。
作者： Christopher B. Marble，Vladislav V. Yakovlev，Andrew W. Wharmby
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为理解1200-1400纳米波长范围内飞秒激光脉冲产生的非线性光学效应（特别是超连续谱生成）对视网膜的危害，并建立不依赖缓变包络近似理论的模拟模型来研究这些效应。

研究成果

研究表明，根据现行眼部安全标准，<100飞秒、波长1350至1399纳米的脉冲光可能对眼睛造成危害，这凸显了考虑自聚焦效应及红外脉冲预聚焦可能增加激光诱导视网膜损伤风险的重要性。该发现为未来飞秒脉冲视网膜危害的实验研究提供了指导。

研究不足

该研究的局限性在于模拟具有一维特性，可能无法完全捕捉脉冲传播的所有空间效应。此外，该模型未包含等离子体生成效应，而在高强度情况下这种效应可能较为显著。

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