用飞秒光克尔方法测量镶嵌在PVA膜的SnO2纳米晶簇的三阶光学非线性

报道了用飞秒光克尔实验系统测量镶嵌在聚乙烯醇(PVA)薄膜的二氧化锡(SnO2)纳米晶簇的光学非线性的实验结果,平均粒径为10nm和2～3nm的SnO2晶簇的三阶非线性极化率χ(3)分别为4.301×10-14和1.728×10-13esu,并对其原因进行了分析.实验还表明SnO2/PVA薄膜的光学响应是很快的,为50fs.由于聚乙烯醇薄膜的性能稳定,易于生产,上述结果显示它可能成为制作光器件的优良基质.     

Editor’s note

The past two decades have witnessed great progress in development of ultrashort laser pulse in laser science, often at an unexpected speed. It has found various applications, both theoretical and practical, in the frontiers of science.     

嘧啶环二炔氮桥C60衍生物的合成及非线性光学性质

合成了嘧啶环二炔氮桥C₆₀衍生物C₆₀NPD ,研究了在532nm、脉宽 8ns条件下的非线性光学特性。通过Z-扫描实验发现C₆₀NPD有很强的非线性吸收和非线性折射,并获得了三阶非线性光学系数χ⁽³⁾ 。同时也研究了光限幅特性，实验结果表明C₆₀NPD有较低的光限幅箝位值。     

掺Nd~(3+)硼硅酸盐玻璃的非线性光学特性

在调Q 纳秒Nd: YAG强激光脉冲下,使用闭孔Z-扫描技术研究了硼硅酸盐基质玻璃及其掺Nd3+玻璃的三阶光学非线性特性.发现基质玻璃具有正的三阶非线性折射系数和非线性吸收系数,属于自聚焦反饱和吸收型的光学介质;而随着Nd3+的掺入,该硼硅酸盐玻璃的三阶非线性折射和吸收系数较基质玻璃有明显的增大,远高于一个量级.用开孔Z-扫描实验与光限幅实验进一步验证了掺Nd3+玻璃具有较高的三阶非线性吸收系数,表明Nd3+的掺入提高了硼硅酸盐玻璃在532 nm处的激光防护性能.     

飞秒激光脉冲的测量与诊断

报道一种高精度的测量矩飞秒激光脉冲宽度的装置和方法。它是通过计算机精确控制压电陶瓷（PIZ）的伸缩,扫描得到飞秒激光脉冲强度的共线相干自相关曲线,以此分析得到超短激光脉冲特性和宽度的方法。它亦可以用于飞秒激光光谱实验研究。     

Cu薄膜的瞬态反射率及退火处理的影响

为了研究激光辐照金属薄膜后的超快热化动力学过程,利用磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了Cu薄膜样品,同时取部分样品进行不同温度的退火处理.运用飞秒激光泵浦-探测技术观测了薄膜表面的反射率变化,研究了薄膜退火处理对反射率的影响.结果表明:飞秒激光作用下,Cu薄膜的瞬态反射率曲线分为稳定、快速上升、衰减和恢复4个阶段；退火处理对反射率曲线的峰值和衰减阶段的时间有影响,退火温度越高,反射率变化的峰值越小,衰减阶段所用的时间越长,即电子的冷却速率越慢；基于双温模型预测的电子温度与试验结果大致吻合,但是预测的电子冷却时间比试验要长.     

Ultrafast non-thermal control of magnetization by instantaneous photomagnetic pulses

The demand for ever-increasing density of information storage and speed of manipulation has triggered an intense search for ways to control the magnetization of a medium by means other than magnetic fields. Recent experiments on laser-induced demagnetization and spin reorientation use ultrafast lasers as a means to manipulate magnetization, accessing timescales of a picosecond or less. However, in all these cases the observed magnetic excitation is the result of optical absorption followed by a rapid temperature increase. This thermal origin of spin excitation considerably limits potential applications because the repetition frequency is limited by the cooling time. Here we demonstrate that circularly polarized femtosecond laser pulses can be used to non-thermally excite and coherently control the spin dynamics in magnets by way of the inverse Faraday effect. Such a photomagnetic interaction is instantaneous and is limited in time by the pulse width (approximately 200 fs in our experiment). Our finding thus reveals an alternative mechanism of ultrafast coherent spin control, and offers prospects for applications of ultrafast lasers in magnetic devices.     

化合物半导体纳米复合材料的制备和结构及光学特性研究

利用溶胶－凝胶工艺和原位生长技术制备了Ⅱ－Ⅵ族化合物半导体纳米复合材料，得到了ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄｘＨｇ－ｘＴｅ（ｘ＝１＝０．７）纳米微晶与多孔ＳｉＯ２凝胶玻璃的复合材料。用ＸＲＤ研究了不同复合材料的结构特点，利用吸收光谱和透射光谱研究了复合材料的光学特性，发现纳米微晶的禁带宽度大于其相应体材料的禁带宽度，并且复合材料具有明显的非线笥光特性。用简并四波混频测试了样品的三阶非线性     

用有效介质理论模拟Ag/AAO纳米有序阵列复合结构光学常数

运用Maxwell—Garnett有效介质理论，计算了Ag／阳极氧化铝（AAO）纳米有序阵列复合结构的光学常数（250～2000nm波段），探讨了Ag组分的体积分数对Ag／AAO光学常数的调制作用和Ag纳米粒子的长径比对其表面等离子共振吸收的影响．模拟结果表明，随着Ag组分体积分数的增加，在小于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部和折射率均逐渐减小，而介电函数虚部和消光系数逐渐增大；在大于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部、介电函数虚部及折射率均逐渐增大，消光系数则变化较小．模拟结果显示出Ag纳米粒子的长径比与复合结构表面等离子共振吸收峰位有较强的相关性．另外，理论模拟预期透射谱也与实验透射谱变化趋势一致．     

飞秒脉冲在透明介质中的三维光存储及读出对比度研究

将波长为800nm，脉冲宽度为150fs的近红外激光脉冲，聚焦到聚甲基丙烯酸甲酯(Ploymethyl Metacrtlate，简记PMMA)和熔融石英中，实现了三维逐位式光数据存储．分别记录了5，10，15和20层数据位点，并利用相位对比光学显微原理，对各层数据并行读出，从而分析了各层数据位点读出对比度的变化．结果表明，各层数据位点的折射率对比度由内至外依次增加．记录层数越多，内部层的对比度下降越明显．由于飞秒激光脉冲与透明介质相互作用中熔融石英比PMMA内部产生的残余应力大，因此，在数据位点参数相同的情况下，利用聚甲基丙烯甲酯(PMMA)材料记录的层数更多．     

Pulse width effect on the dissociation probability of CH4^＋ in the intense femtosecond laser field

The electric field strength of the intense ultrashort laser pulse can reach or exceed 108 V/cm, the intensity of the Coulomb field responsible for the stability of molecules. Exposed to such intense laser fields, mole- cules become unstable, undergoing di…     

CdS_(0.1)Se_(0.9)半导体纳米晶体的生长和吸收光谱的研究

采用两步退火方法获得了嵌埋于玻璃基体内CdSxSe1-x的半导体纳米晶体 ,其平均尺寸随退火时间的增加而增大 .从实验测量的室温吸收谱上看到 ,当纳米晶体的平均直径从 5.6 1nm减小到 4 .6 9nm时 ,其吸收边向高能方向移动了 0 .0 89eV .用有效质量近似模型计算了半导体纳米晶体的吸收边相对其体材料的移动 ,将理论计算与实验结果进行了比较 .     

硅酸盐玻璃YAG激光损伤研究

测量了硅酸盐玻璃的ＹＡＧ激光损伤阈值，以及重复频率脉冲的积累效应，并研究了光学材料中的非线性吸收过程。分别采用了ＣＷＣＯ２激光预辐射和恒温预烘烤方法来研究如何提高光学的激光损伤阈值问题，并简要分析了相关的机理。     

紫外激光照射对硅酸铅玻璃薄膜吸收谱的影响

采用溶胶-凝胶法在二氧化硅玻璃基底上制作了硅酸铅玻璃薄膜，并对不同波长的紫外光照射后硅酸铅玻璃薄膜的吸收光谱进行了研究．结果表明，硅酸铅玻璃在235m附近的吸收峰受308m和266nm的紫外光照射后没有变化，但受248nm的紫外光照射后吸收峰出现了光漂白现象。     

大尺寸磷酸盐激光钕玻璃批量制备技术研发及应用

为满足神光装置发展和未来国家专项工程对大尺寸激光玻璃的大量需求,上海光学精密机械研究所研发了以磷酸盐激光钕玻璃连续熔炼技术为核心的大尺寸激光钕玻璃批量制备技术.大尺寸磷酸盐激光钕玻璃批量制备技术是全新的工艺技术,先后攻克了除杂质、动态除羟基、除铂颗粒、小流量大尺寸成型、隧道窑退火过程玻璃易炸裂以及包边和性能检测等一系列关键单元技术,激光玻璃的所有指标包括荧光寿命、光学损耗、光学均匀性、包边剩余反射率等均达到神光装置的使用要求.使中国成为继美国之后第二个拥有大尺寸激光钕玻璃批量制造能力的国家.采用该技术已成功研制了一千多片米级尺寸N31型激光钕玻璃,并且应用于我国的神光系列装置,在中国工程物理研究院实现了1 053 nm激光波长5 ns脉冲宽度单束能量19.6 kJ激光输出.采用本技术研制的激光钕玻璃在国防、强场激光科技前沿、激光加工和医疗领域都得到推广应用.     

Direct observation of attosecond light bunching

Temporal probing of a number of fundamental dynamical processes requires intense pulses at femtosecond or even attosecond (1 as = 10(-18) s) timescales. A frequency 'comb' of extreme-ultraviolet odd harmonics can easily be generated in the interaction of subpicosecond laser pulses with rare gases: if the spectral components within this comb possess an appropriate phase relationship to one another, their Fourier synthesis results in an attosecond pulse train. Laser pulses spanning many optical cycles have been used for the production of such light bunching, but in the limit of few-cycle pulses the same process produces isolated attosecond bursts. If these bursts are intense enough to induce a nonlinear process in a target system, they can be used for subfemtosecond pump-probe studies of ultrafast processes. To date, all methods for the quantitative investigation of attosecond light localization and ultrafast dynamics rely on modelling of the cross-correlation process between the extreme-ultraviolet pulses and the fundamental laser field used in their generation. Here we report the direct determination of the temporal characteristics of pulses in the subfemtosecond regime, by measuring the second-order autocorrelation trace of a train of attosecond pulses. The method exhibits distinct capabilities for the characterization and utilization of attosecond pulses for a host of applications in attoscience.     

基于LabVIEW的飞秒超快动力学数据采集系统

飞秒泵浦-探测技术是一种可以在原子运动时间尺度上实时观测化学反应的有力手段.在飞秒泵浦-探测技术基础上发展起来的分子超快动力学是当前分子反应动力学研究领域的热点和焦点之一.在分子超快动力学的研究过程中,往往需要建立一套高速的数据采集、处理以及分析系统.用LabVIEW程序编写该系统的软件部分,能够完成对飞行时间质谱及其谱峰面积的实时采集.本文介绍了该系统的硬件组成以及软件设计,并把该系统用于邻二氯苯的超快动力学研究中,观察到了二氯苯母体和碎片的寿命.     

光子晶体光纤超连续谱的产生与偏振特性

通过研究飞秒脉冲在双折射光子晶体光纤反常色散区传输时的偏振特性及对超连续谱展宽的影响,发现在偏振方向与光纤快轴或慢轴重合时,其输出的超连续谱具很好的线偏振.当偏振方向与快轴夹角为45 °时,其输出基本上是圆偏振.由于高的双折射光子晶体光纤有高的非线性和三阶色散,所以可产生高偏振性的超连续谱.脉冲偏振方向与光纤快轴不同夹...     

FROG方法诊断飞秒脉冲的振幅与相位

详细讨论了一种基于二次谐波一频谱分辨光闸法 (简称SHG_FROG方法 )的矩阵迭代算法 ,实现了对飞秒脉冲的振幅和相位的诊断 ,得出其脉冲形状为双曲正割型、相位是时间的三次幂形式。     

系列羟基苯基卟啉化合物三阶非线性光学特性

用Z扫描方法测量了系列羟基苯基卟啉化合物的非线性折射率n₂和反饱和吸收系数β, 由此算出了三阶非线性极化率χ⁽³⁾, 并分析了分子结构对其三阶非线性光学性质的影响. 实验结果表明, 它们具有大的反饱和系数和三阶非线性折射率, 并且取代基数目和取代位置对实验结果有明显的影响.