激光光斑面积对多光子电离离子产量的影响

研究了在激光脉冲能量和激光脉冲宽度一定时激光光斑面积对多光子电离离子产量的影响。得到了离子产量最高的条件即最佳探测条件，同时还讨论了激光光斑面积对探测中常用的多光子电离的离子产量影响的程度。结果表明，激光光斑面积对离子产量的影响与光强指数在l附近变化快慢有关，光强指数变化越快，激光光斑面积对离子产量的影响越大。     

基于光电子成像技术的碘甲烷多光子电离行为

利用飞秒光电子成像技术研究了碘甲烷在超短激光脉冲场中的多光子电离解离行为.实验获得了碘甲烷分子在400 nm飞秒激光作用下的飞行时间质谱以及电离产生的光电子影像.实验结果表明,在超短脉冲激光场中,分子的电离通常是非共振电离,电离产物主要为母体离子和极少量的碎片离子.从光电子成像中获得的光电子平动能分布可以得到电离产生的电子p_1(2. 03 eV)和p_2(2. 67 eV)分别来源于母体离子的基态和激发态.从光电子成像中获得的角度分布可以推测出,光电子峰p_1和p_2可以分别近似看做单光子电离和双光子电离过程,且光电子散射角度趋于各向同性分布.     

钴原子激发态光电离的实验研究

文章报道了在300-310nm波长范围内3d过渡金属Co原子共振增强多光子电离(REMPI)的实验研究结果.实验中采用激光烧蚀和高压脉冲超声分子束相结合的技术制备等离子体,获得的等离子体与探测激光作用形成光电离产物,由飞行时间质谱仪对光电离产物进行甄别.通过分析光电离产物产额随探测激光强度的变化关系,得到了Co原子激发态的绝对光电离截面.     

激发态钛和镍原子光电离研究

本文报道了在285-320纳米波长范围内钛和镍原子多光子电离研究结果。采用激光烧蚀和分子束相结合的技术制备金属原子,光离子产物由飞行时间质谱仪检测。根据光离子信号对探测激光强度依赖关系抽取出Ti和Ni原子激发态光电离截面。测量的光电离截面在0.2 Mb到6.0 Mb之间。在阈限电离区,Ti和Ni同位素原子激发态的光电离截面实验值是相同的。     

超短脉冲激光烧蚀熔融硅的理论模型

在Fokker_Planck方程的基础上,对超短脉冲激光烧蚀熔融硅的机理进行分析研究,建立了雪崩电离、多光子吸收电离导致的熔融硅烧蚀机理的数学模型。其计算得出的激光能量密度和临界烧蚀阀值与实验结果很好的吻合,定量解释了超短脉冲激光对熔融硅烧蚀损伤微观过程的影响。     

超快脉冲激光对钛合金的烧蚀特性与作用机理

为探究超快脉冲激光对难加工材料的烧蚀特性与损伤机制,利用皮秒脉冲激光研究钛合金的烧蚀阈值、烧蚀形貌和作用机理。依据烧蚀面积和激光能量密度的线性关系,确定了钛合金的烧蚀阈值,通过显微镜观察分析了不同激光参数下钛合金的表面烧蚀形貌,采用雪崩电离与多光子电离详细解释了超快脉冲激光对钛合金的作用机理,并从烧蚀形貌和阈值角度划分了烧蚀区域。结果表明:钛合金的烧蚀阈值约为0.109J/cm2;在1 064nm波长下的烧蚀质量要优于532nm波长下的质量,而低重复频率能获得高质量的微结构,烧蚀中央区域材料去除更为均匀,且烧蚀弹坑形状规则,表面平滑;随着脉冲数和能量的增加,光子能量累积增多,烧蚀尺度和形貌特征愈加明显,烧蚀边界愈加清晰,说明脉冲数和光子能量累积是表面微结构诱导的关键要素之一;烧蚀区域可划分为改性区、过渡区、再沉积区和烧蚀区,在烧蚀区以多光子电离为主,在改性区、过渡区和再沉积区以雪崩电离为主。该结果可为超快脉冲激光微结构精密加工提供参考。     

四甲基硅多光子电离的光谱研究

本文利用平行板电离池研究了四甲基硅(TMS)的共振多光子电离(REMPI),得到了激光激发波长在371.00～410.00nm范围内的平行板电离池条件下的REMPI谱.首次观察到了激光激发波长在371.00～410.00nm范围内的多光子电离光谱具有明显的共振结构,首次获得了平行板电离池条件下9个波长处相对粒子信号强度与激光能量之间的关系以及396.04nm处TMS气体的压力与相对离子信号强度之间的关系,主要讨论了TMS的REMPI机理,得出了TMS的解离/电离机理主要为B类光化学行为的结论.     

分子光谱和光解离动力学研究实验装置的研制

本文介绍了新研制的研究分子光谱和光解离动力学实验装置的主要结构和功能,其特点是集激光光解、激光诱导等离子体、激光诱导荧光、共振增强多光子电离和时间飞行质谱等研究技术于一体.详细介绍了在该实验装置上可开展的研究工作和实验方案设计,诸如:分子、自由基及其离子的共振增强多光子电离谱研究、含金属自由基的激光诱导荧光和共振增强多光子电离研究、多原子分子的光解离动力学研究等.并给出了在该装置上测定的CS2激光共振增强多光子电离的时间飞行质谱信号.     

使用非抛物线能带单光子吸附的Keldysh公式与微扰公式的比较

１引言高功率脉冲激光与介质薄膜相互作用时,可能发生多光子吸收电离．多光子吸收电离可能成为决定光学介质薄膜损伤的重要物理机制［１,２］,特别是对于实际光学介质薄膜,由于各种缺陷的存在,多光子吸收跃迁几率增大,随着入射激光波长的减小,单光子吸收电离也能发...     

三能级系统的(1+1'+1')共振电离动力学的理论研究

根据三能级系统三光子共振激发过程,建立了求解各能级布居数和电离效率的速率方程组,通过拉普拉斯变换方法,得到了在多光子激发电离过程中各能级布居率和电离效率的解析表达式,并运用该表达式研究了铯原子在典型实验条件下,基态6s(S1/2)相继吸收2个光子到达共振态6p(P3/2)、7d(D3/2)后再吸收一个光子电离的(1 1' 1')过程中,各激发光强度以及激光脉冲宽度对各共振激发态布居率和电离效率的影响,并得到了各能级分别抽空时激发光强度必须满足的条件.     

激光电离空气的多元过程及其应用

论述了由大功率激光器引发的空气电离多元过程。阐明多光子电离和串级电离在空气激光电离中的地位及空气电离对激光阈值的要求。在此基础上，对激光电离空气在激光致僵武器中的应用和研制激光致僵武器的可行性作出阐述。     

一种新型激光光刀的研究

介绍了一种适用于自由曲面反求工程的新型激光光刀．该光刀产生的原理是通过将激光束投射在柱面反射镜上，反射形成光条．这种方法除了能将激光束展成光条之外，还能压缩光条宽度，再采取压缩光发散角的措施，可以获得景深大、宽度窄、光强横向呈高斯分布的激光光刀．与传统的方法相比，不仅光刀质量好，容易实现，而且有利于计算机采集系统提取光刀中心位置．此外还介绍了新型光刀在应用中表现出来的优点．     

基于光强自适应控制的激光位移传感器

在一体化激光位移传感器系统中,激光发射部分是保持整个系统稳定性和精度的基础。为解决激光投射光斑在CCD上所采集到的数据不理想问题：投影光斑能量不集中,光斑宽度过大且有多峰,噪声不可忽略等等通过发射模块改进和光强自适应算法两种方式来改善,最终得到接近理想状态的激光光斑。最后实验验证：自适应控制算法能够提高系统的精度达一倍以上。     

轻小型光子计数激光测距技术

为实现轻小型光子计数测距仪,利用905nm激光二极管（LD）以及硅基单光子探测器（SPAD）搭建了试验系统,通过外场测距试验研究了905nm激光二极管用于光子计数测距的测距性能。结果表明：905nm激光二极管由于其具有体积小、功率高的特点,同时硅基单光子探测器在905nm波段具有较高的响应率,基于以上两点,通过激光二极管以及小口径的接收望远镜能够实现远距离的光子计数激光测距。可见,激光二极管适合作为轻小型光子计数激光测距仪的光源,降低了系统的体积,有利于提高测距系统的集成度。     

基于纳飞秒双脉冲激光的蓝宝石蚀除研究

蓝宝石作为一种典型的宽带隙半导体材料具有良好的理化特性,在机械电子、航空航天、微电子等领域具有广阔的应用前景.本文提出采用纳飞秒双束激光进行蓝宝石加工的方法,利用飞秒脉冲峰值功率高的特性,通过多光子电离与碰撞电离,激发蓝宝石表面自由电子从而提高了蓝宝石对纳秒激光的吸收率,同时利用纳秒激光能量相对较大,技术成熟的优势,实现对蓝宝石材料的高质高效加工.为了揭示纳飞秒双束激光与蓝宝石材料的能量耦合机制,采用Fokker-Plank方程、Drude模型、双温模型对飞秒激光诱发的自由电子的演化过程及自由电子与入射激光之间的相互作用进行研究,并通过有限元仿真模拟了纳飞秒双激光与蓝宝石材料相互作用的能量耦合过程与蚀除过程,分析了纳飞秒双脉冲激光作用下,不同脉冲延时下等离子浓度的时空演化规律及其对入射激光吸收系数及反射率等表面光学特性的影响规律,揭示了纳飞秒双激光高效高质加工蓝宝石材料的机理.该研究对实现蓝宝石等宽带隙半导体等脆硬材料的高质高效加工具有重要意义.     

Ionization and dissociation of acetonitrile by intense femtosecond laser pulse

Photoionization and photodissociation of CH3CN were studied by a linear time of flight mass spectrometer coupled with 800 nm, 50 fs laser pulses at intensities of 6.3×1013-1.2×1014 W/cm2. The laser power dependences for principal ions CH3CN+, CH2CN+, CHCN+ and CCN+ were measured, which are consistent with the numbers of photons required to produce the ions via multiphoton ionization and dissociation. The results show that eight-photon non-resonant multiphoton ionization is the main photoionization mechanism of the parent ion CH3CN+, while the fragment ions were produced through the dissociation of the molecules in the super-excited states.     

半导体激光植物照明量子匹配

为提高植物光合作用效率,分析了光合作用与半导体激光照明、植物增产的关系.得出太阳光子与叶绿素a的量子频率相匹配的结论,并验证了半导体激光植物灯在大田种植与设施农业中应用的可行性.通过比较正常光照与半导体激光照射下的植物生长情况,可以得出半导体激光光子与太阳光子的光质高度相近的结论.     

氢分子离子在强场中的电荷共振增强电离

通过理论模拟氢分子离子处在高振动态下的库仑爆炸核初始动能释放谱,详细地研究了强场中氢分子离子在相应振动态的电荷共振增强电离过程.计算结果表明:振动态为υ=5的电荷共振增强电离过程和振动态为υ=6、7的电荷共振增强电离过程是不相同的.