1、在研究強激光系統(tǒng)時，非線性自聚焦對光傳輸的影響是必須考慮的，因為當強激光通過介質發(fā)生自聚焦時，會使得某些位置的光功率密度迅速提高，可能造成固體材料的不可逆損傷。通過對包含線性及非線性介質的實際系統(tǒng)進行仿真，根據仿真結果來判斷系統(tǒng)中的哪些部件最可能受到自聚焦的影響，從而改進系統(tǒng)參數來消除不利影響，就有可能優(yōu)化設計強激光系統(tǒng)。目前的光學設計軟件大多基于光線光學，能夠對僅含線性介質的光學系統(tǒng)進行仿真分析。因此，利用光線光學仿真非線性自聚焦介質

2、中的光傳輸，并與現有光學設計軟件結合，就可以仿真實際強激光系統(tǒng)，這對這類系統(tǒng)的設計、調試有重要的意義。
　　 非線性介質中的光線追跡可以轉換為線性介質的光線追跡加上光強分布對折射率分布的調制作用，即把非線性介質分為許多小段，將每一小段看作是線性介質并進行光線追跡，而在每一段的端面上進行光強分布和折射率分布的計算。光線追跡時采用了顯式亞當斯法求解光線方程，解決了龍格庫塔法不適用于非線性光線追跡的問題。用網格統(tǒng)計方法求光強分布時會產

3、生量化誤差，為此，我們提出基于梯度信息的光強分布恢復算法，有效地抑制了量化誤差。仿真結果顯示，光束在自聚焦過程中會形成多個焦點，且第一個焦點位置隨光功率的提高而更靠近入射位置，此外，由于光束橫截面不同位置的折射率梯度不一樣，因此可能形成局部光束，當局部光束足夠強時會產生側向發(fā)散的細光束。為了說明光線光學仿真方法的優(yōu)點，我們采用光束傳輸法對自聚焦進行了仿真，并將它與光線光學方法進行了對比。最后，利用一個包含了球面、非球面面型的線性介質和非