带轴向引导磁场自由电子激光器中的激光输出与压缩行为

关于自由电子激光器(FEL)中激光输出(激光光子数平均值)和压缩行为的讨论通常是在Bambini-Renieri坐标系中基于球Raman-Nath方程来进行的。到目前为止,所有此类工作都仅限于Wiggler抽运的FEL。但实际上,为提高FEL的增益并约束电子束流的     

自由电子激光器

自由电子激光器是一种新型的激光器。它输出波长宽,能量转换效率高,并可获得巨脉冲功率输出。《自由电子激光器》一文就此类激光器的工作原理、类型及其发展方向作了介绍。     

Raman-Nath方程的一种严格解法

Raman-Nath方程(RNE)最初是从研究光被超声波衍射导出的,近几年的研究表明这一方程在讨论自由电子激光(FEL)的光子统计性质方面起重要作用。其一般形式为如下递推微分方程:     

北京自由电子激光光束质量的诊断

自由电子激光器具有波长可大范围调谐、光束质量好和超短脉冲结构等优点,在生物科学、医学、材料科学和非线性光学等领域有广阔的应用前景.由于北京自由电子激光器的成功运转,使我国成为继美国、荷兰、法国之后,又一个利用射频直线加速器获得红外自由电子激光的国家.1994年初北京自由电子激光器实现了饱和振荡,输出激光束的质量达到了衍射极限,在这目前世界上已建造的十多台同种类型装置中处于领先水平.     

自由电子激光的分类

自由电子激光是1976年以来出现的一种激光器,它是近年来国际上最引人注意的课题之一.《自由电子激光的分类》从它的原理、电子束、泵源及理论四个方面对自由电子激光进行分类,并对它的经典理论进行评述.     

耗散孤子光纤激光器的研究进展和应用

光纤激光器以高光束质量、高效率、高集成、高可靠性等特点给科学研究和技术应用带来了巨大的影响.超短高能量脉冲光纤激光器在通信、传感、精密机械加工、材料处理、超快诊断、生物医学和国防军事等领域均有重要的应用.如何提高激光脉冲的功率和能量,掌握和利用超短脉冲光纤激光的复杂非线性,开展大功率、高能量、超宽带全光纤超短脉冲激光应用的关键技术研究,成为光纤脉冲激光新现象、新方法和实现技术体系突破的重大科学问题.本文简要总结了近年来国内外关于锁模光纤激光器研究的一些关键技术和重要成果,分析了各类激光器及所产生脉冲的优缺点,并介绍了过去几年中我们对如何提高光纤脉冲激光器性能和实现新型脉冲的研究成果.重点讨论了不同色散区内光纤激光器的典型行为特征,从理论与实验两方面揭示了传统孤子和多种耗散孤子的产生机理、输出特性及其演化规律.此外,还介绍了几种新型的高能量无波分裂脉冲.本文的成果可为进一步研究新型高能量脉冲提供有益的理论及实验基础.通过这些介绍和讨论,期望同行能够共同研究和探索基于新型锁模技术超短超强脉冲的新现象和新机理,并且在超短高能量脉冲的极端非线性科学问题上获得新认识.     

观察生命的最小领域

没有人在实时看到蛋白质是如何折叠的?也没有人看到过,当阳光(光子)击到树叶的叶绿素分子时,究竟发生了什么。由于这些事物的过程发生得太快,而这些东西的结构又太小,以人类目前所掌握的技术还无法对它们进行拍摄。生物学中一些最基本过程的详细情况,从细胞的死亡到光合作用,还一直未为人眼见过。这种情况可能不久将会改变,因为新一代X-射线激光器能量的集中程度,要比目前一般的类似仪器大上10亿倍,十分有效。它使得科学家有可能打开最小、最快事件的神秘大门。这种新型的X-射线激光器是通过对自由电子激光器的改进脱颖而出的,但迄今尚处在…     

更短更亮更优秀

一种有着军方背景的激光技术看来会对生物学产生巨大影响。通过产生高功率的短脉冲 ,自由电子激光器将推进我们对生物分子的认识     

新型红外非线性光学晶体探索取得新进展

<正>波长范围在2～20μm之间的中远红外激光在军事和民用方面有着极其重要的应用价值(红外对抗、激光制导、激光手术、大气监测等).产生中远红外激光的方法包括化学激光器、气体激光器、自由电子激光器、量子级联激光器和全固态激光器等方法;其中全固态激光器具有技术成熟、调谐范围宽、光束质量好等优点,是目前产生中远红外激光的主流方法.该方法需要用到非线性变频技术对成     

中子折射与薛定谔方程

实验证实,非偏振中子入射到铁磁性材料中时,会产生双折射现象.本文用定态薛定谔方程讨论自由电子近似与非自由电子近似下,中子的折射与反射,从理论上预言了偏振中子在有效质量各向异性时,也会有双折射现象.本文还从理论上预言了,当中子的能量较高时,偏振中子与非偏振中子均会产生双反射或多反射现象.     

自由电子X射线激光器

自由电子X 射线激光器有三个主要困难:谐振腔、电子束和波荡器(wiggler).这三个困难又是互相联系的,例如合适的谐振腔和波荡器,将会降低对相对论电子束的流强等参数的要求.最近,Colella 等建议用硅单晶使X 射线     

玻尔模型:超级原子

用这个星球上最强大的X射线枪照射是毁灭原子的一种方法。琳达-杨(Linda Young)在2009年10月份进行了这个实验,当时她正在测试位于加利福尼亚州门罗帕克市的SLAC国家加速器实验室新引入的自由电子激光器。这个价值4.2亿美元的仪器所发射的每个脉冲和该段时间内太阳照射到地球的射线有相同的能量,但是这些能量将聚焦到一为了纪念尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)的原子模型一百周年,Nature杂志刊登了特刊讲述这个模型的传奇——以及研究原子结构仍然任重而道远     

正电子湮没和固体的缺陷

从正电子的发现说起正电子这个科学概念,首先是狄拉克从相对论量子力学的观点引出的。他在求解自由电子的相对论波动方程时,得出自由电子的解除了具有正能量之外,还可以具有负能量。这按经典力学的观点来看是很难理解的(因根据质能关系E=mc~2,能量E为负值,则其质量m也为负值)。设电子在正能态时是吸引力,则     

激光打卫星和“补天”

最近,美国国务部正式宣布进行"激光打卫星"实验。用于实验的激光器装设在美国新墨西哥州沙漠中的白沙导弹发射基地。这种激光器为一种大功率中红外化学激光器,能产生数百万瓦特、宽达183厘米的激光光束,而美国军方称其为"奇迹"。按照计划,若天气晴朗,中红外激光器将向太空首先发出持续时间短干1秒的脉冲,以测     

发明激光器的风波

《纽约时报》的短讯 1960年7月7日,在美国《纽约时报》上刊登了一则短讯,报道了美国加州休斯实验室的梅曼成功地进行了“激光器发生新的原子辐射光”的实验。然而当时名不见经传的梅曼和鲜为人知的激光器并没有引起人们的普遍重视。 仅仅过了几个月,马上又有几种不同类型的激光器相继问世,并且立刻得到了广泛的应用,取得了极其辉煌的成就,令世人瞩目。 “激光”一词旋即成了60年代最响亮的名词。激光热遍及世界各国。 激光是如何发现的?激光器又是怎样发明的?话还得从20世纪初说起。 当时,物理学发生了一场振聋发聩的革命,诞生了量子论和相对     

IRMMW—THz2006红外、毫米波与太赫兹电子学国际会议在沪召开

2006年9月18目-9月22日，由中科院上海技术物理研究所、东南大学、上海市对外文化交流协会等单位主办的IRMMW—THz2006红外、毫米波与太赫兹电子学国际会议在沪召开．来自美国，英国、德国、日本，中国等28个国家500多位专家学者参加了会议，在为期五天的会议上，与会专家学者就微波和亚微波的雷达以及通讯，超高速微波数字器件，自由电子激光器和同步加速器辐射等议题进行了广泛交流。     

能级简并度在高效脉冲放电金属蒸气激光器中的作用

在1966年的国际量子电子学会议上,Walter等人提出了以中性铜原子蒸气激光器为代表的一类新的激光器——高效脉冲放电气体激光器。这类激光器的固有特征是自终止的,其工作物质大多为金属蒸气,所以通常也称作自终止型金属蒸气激光器。 过去的十九年,这类激光器已有了很大的发展。铜蒸气激光器输出的平均功率已从当年     

带电子自旋效应的球Raman-Nath方程

近年来,自由电子激光器中的光子量子统计性质已得到了普遍的研究,其中球Raman-Nath方程(SRNE)起重要作用。但是,所有这些工作都忽略了电子的一个重要的量子特性——自旋,而对一般器件来讲,自旋作用与激光场比较是不能忽视的,因此,对自旋效应的探讨应是在光子量子性质的研究中不应回避的。本文给出有电子自旋效应的SRNE,并在忽略电子量子反冲时求解它。这一工作对探讨自旋效应是有益的。     

自锁模钛宝石激光器中的脉冲压缩

自锁模钛宝石激光器1991年问世以来,已取得了巨大的进展。由于其激光频谱范围宽,能够产生短的脉冲,输出功率高和工作稳定等优点而受到人们的青睐,获得广泛应用。我们在1994年自行研制的自锁模钛宝石激光器获得50fs的基础上,经过改进,由此激光器获得了19fs的激光脉冲。本文将介绍这一激光器中脉冲压缩的实验研究。 1 实验 钛宝石激光器能够自锁模产生超短脉冲的原理是利用钛宝石激光晶体中的光克尔(Kerr)效应产生自聚焦与自相位调制(SPM),使激光工作频谱展宽。由激光锁模原理可知,工作频谱△v越宽,能得到的锁模脉冲宽度△t便越窄。然而,工作频率越宽,激光器腔内元件引起的群速度色散(GVD)又会使脉冲增宽,限制了脉冲的进一步压缩。为此,人们在腔内装置了群速度补偿棱镜对,使其能产生短的脉冲。由上述可知,要使钛宝石激光器产生短脉     

腔色散不共轴效应与超宽带频谱飞秒脉冲

在理论和实验上研究了KLM钛宝石激光器中腔色散不共轴效应对腔内频谱展宽的影响, 发现当激光器亚腔工作在谐振腔下稳区共轴点附近时, 腔色散不共轴效应对腔内频谱展宽的限制被减弱, 有利于产生宽带频谱. 基于此理论, 在自建的钛宝石自锁模激光器上产生了从650~1000 nm超宽带频谱, 是目前采用钛宝石晶体长度为3 mm的类似腔结构的钛宝石激光器所产生的最宽频谱.