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随着脉冲激光技术的迅速发展，激光脉冲宽度已经降到几十个飞秒，甚至几个飞秒，脉冲的峰值功率已经提高至太瓦，甚至拍瓦。高功率脉冲激光在核聚变、激光加工及其他领域开辟了广泛的应用。然而激光对光学材料的破坏在很大程度上制约了激光系统的进一步发展，有关激光损伤光学材料的研究已经引起了人们高度重视。飞秒激光脉冲具有超高峰值功率和超短持续时间的特性，能够将能量全部、快速、准确地限定在作用区域，实现对几乎所有材料的非热熔性损伤，其损伤机制与长脉冲情况明显不同。
单晶硅在超强激光照射下，强双光子吸收引起激光穿透深度内梯度很大的电子数密度分布，电子数密度的空间不均匀分布引起了光吸收性质的变化。在利用分层介质特性矩阵计算硅表面吸收系数的基础上，分析不同光强和脉宽情况下，电子的空间分布对激光损伤阈值的影响。计算结果表明光强越大，脉宽越短，这种因素的影响也就越大。因此，计算飞秒激光脉冲的损伤阈值时，自由电子数密度和其光学性质的空间变化不可忽略。
文章最后是理论计算飞秒脉冲激光作用下熔石英的损伤过程。考虑到飞秒脉冲的空间传播特性，采用时空分布的光强表达式代入自由电子的速率方程，模拟计算激光聚焦区域内电子数密度分布的区别和材料的激光损伤阈值。我们发现考虑超短脉冲的空间传播能够更精确得到电子数密度的时空分布，且计算出的激光损伤阈值更接近于实验数据。