飞秒脉冲激光穿越大气层的特性

对不同脉宽、不同中心波长、不同入射天顶角情况下飞秒激光脉冲在大气层中的传输特性进行了数值模拟.理论计算结果表明,在50 km高空大气的二阶色散值为3.44×10-6 ps2/km,与大气在海平面的二阶色散值(2.09×10-2 ps2/km)相比,约小4个数量级;在激光脉冲非垂直发射情况下,当入射天顶角小于60°时,谱宽为40 nm的飞秒激光脉冲的蒙气差值、大气角色散值以及时域色散导致的脉冲展宽量均会随入射天顶角缓慢增加,当入射天顶角大于60°时,这种增长会急剧变大.大气的角色散作用还会使传输光束的横向尺寸和光谱空间分布发生改变,但其改变量要远小于直径为200 mm的光束的衍射效应产生的相应变化.在垂直发射条件下,对于厚度为50 km的大气层而言,800,1064,1550 nm三个不同中心波长的瑞利脉冲宽度分别为700,605,495 fs.由于入射天顶角的增加直接导致有效传输光程增加,随着入射天顶角由0°增至90°,瑞利脉宽单调增加,最大可增至垂直发射时的3倍左右.     

液体中的激光超声脉冲

强度调制的光束或脉冲光束投射到媒质中（可以是固态、液态、气态或等离子体等各种物态的媒质)，媒质吸收光能而激发出声波的效应酶为光声效应．早在1880年贝尔[M)首先在固体中观察到光声效应．但在此后很长的一段时间里，光声效应的研究进展缓慢．这主要是因为当时缺乏强光源和检测弱信号的手段，以致光声效应的实际应用价值未能充分显示．随着强光源的相继问世，例如各种激光器和强氙灯光源，以及弱信号检测技术的不断发展，从20世纪70年代以后，光声效应的研究取得迅速进展．由于光可以在各种媒质中激发声波，而利用检测到的声波反过来可获得有关媒质的光学、热学、力学以及媒质内部结构等特性的信息，光声效应已广泛应用于物理、化学、生物、医学以及海洋、环境和材料科学等多个领域．本将介绍脉冲激光在液体中激发超声脉冲方面的研究现状，特别着重于液体中脉冲激光激发超声脉冲的机制及其应用前景．     

激光等离子体中的快离子发射

快离子的发射是激光与等离子体相互作用研究中的重要课题,本文报道使用波长1.06μm、脉宽100ps、靶面强度为(10~(13)—5×10~(14))W/cm~2的单束激光与多种材料平面靶相互作用时,快离子发射特性与激光强度及靶原子序数的依从关系,实验用本所的六路激光装置     

关于激光在等离子体中的散射

激光在等离子体中的散射已成为等离子体诊断的最有效的方法之一,利用散射谱可以得出等离子体的电子密度、电子温度、离子温度和磁场强度等信息。从Bowles利用雷达波对电离层的研究以     

强激光在等离子体中的细丝不稳定性

在消融加速驱动的激光聚变中,为了将聚变燃料压缩到高密度,均匀并对称地消融靶面从而产生尽可能均匀的消融压力是一个关键的问题。而细丝不稳定性则有可能成为消融压力不均匀的一个主要起因。激光束上的小扰动将会由于自聚焦和细丝不稳定性而增长,导致靶面     

线聚焦激光产生等离子体的X射线发射特性

在X射线激光的研究中,用高功率激光产生的等离子体是最有希望的X射线激光的工作介质。近年来已经实现的软X射线激光和正在广泛进行的许多有关短波长激光的研究中,都常常釆用柱面透镜和球面(或非球面)的聚焦透镜的组合来获得线状的激光等离子体,以便     

激光等离子体相互作用中的二次谐波发射

为了判别激光等离子体相互作用中发射二次谐波(2ω)的不同机制,特别是研究呈现较复杂结构的2ω谱成分的发射规律,我们已在相当宽的激光强度范围(10~(12)—10~(15)w/cm~2)、不同的激光偏振与各种激光入射角(0°,20°,45°等)情形下,系统地观察了2ω的空间分辨的后向、90°方向散射的谱及其二维     

激光等离子体的二次谐波发射的时间分辨特性

二次谐波的发射是激光等离子体间非线性相互作用的重要标志,我们曾通过细致地观察其时间积分的发射特性而获得临界密度面附近激光与等离子体耦合的信息(参见Applied Phys. B, Vol. 28,1982,294;科学通报,Vol.27,1982,802)。本文将进一步报道,我们近期得到的有关二次谐波发射的时间分辨特性的结果。     

无定形碳的激光等离子体质谱

自Smalley等人发现C_(60)并根据质谱研究,认为它具有足球形的完美空心结构以来,碳原子簇的激光产生与研究已成为化学界一个十分热门的研究课题。我们在自建的脉冲激光离子源飞行时间质谱计上,观察到碳原子簇正负离子的质谱,而且也发现C_(60)~+在原子簇正离子中具有突出的信号强度。然而以上研究都以石墨为样品,而石墨本身就具有十分有序的六边形层状结构。因而,由激光作用于石墨产生的碳原子簇,可能主要是石墨的碎片。为了更深入地     

脉冲准分子激光PZT铁电薄膜沉积及其特性研究

随着大规模集成电路的迅速发展,要求集成器件向三维器件及多功能器件发展.由于铁电薄膜具有非挥发性(non-volatility)、抗辐照性(radiation-hardness)、电极化特性,因此,铁电薄膜及其在微电子和光电子领域中的应用研究已成为当前国际上新型功能材料与集成器件的热点,如铁电随机存储器(FERAM)、动态随机存储器(DRAM)、薄膜电容、SAW器件及红外探测器等.     

超短激光脉冲传输特性的量子相干操控与应用

光子学的主题之一是实现光子的有效操控. 光子晶体、量子光学、超快光学与微纳光学的发展使得像控制电子一样操控光子的发射与传播特性成为可能. 光子的精确操控还将为实现光能的高效存储与转换提供新的途径. 在评述周期排列吸收介质中超短脉冲激光的减速、存储与受控释放机理以及静止光场的应用的基础上, 探讨了周期排列共振吸收与放大介质的制作方案及其应用.     

电磁波在密度随时间上升等离子体中的频率上转换

近年来的理论研究表明,有几种方法可以使穿过等离子体的激光产生连续可调的频率上移,其中一种方法是让光脉冲穿过快速生成的等离子体。因为电磁波在密度随空间变化的等离子体中传播时,其波矢随着传播距离而变化;对应地,如果电磁波在密度随时间变化的等     

甲烷在超快激光脉冲中的中性解离

在场强为10^13~14 W/cm²的飞秒激光的作用下, 甲烷分子能解离成中性碎片. 提出一种机理解释这个新现象, 即甲烷分子首先被多光子激发到超激发态, 后者再解离成中性碎片. 采用准二原子模型, 用Morse势能曲线来描述超激发态甲烷分子, 并且在这些势能曲线上, 使用准经典轨线的方法研究了超激发态分子的解离动力学, 从而解释了在超快激光脉冲中甲烷分子的中性解离过程.     

宽频带激光对激光等离子体的致稳

在激光与等离子体相互作用研究中,一般均取定光波为单色平面波。但是实际上激光总有一定的频带宽度,同时,近年来除了用激光倍频打靶外,对于利用宽频带激光幅照靶丸的实验也产生了兴趣。下面我们研究频带宽度对激光等离子体参量不稳的影响。     

最短的激光脉冲

贝尔电话公司实验室的激光专家申克(Shank)等得到了持续时间约为30×10~(-16)秒的超短激光脉冲。它仅为申克、福克(Fork)和格里恩(Greene)去年取得的刨纪录的短脉冲的1/3左右。这种脉冲不但持续时间短,光束长度也只有约9微米,一共14个波长。     

激光等离子体电子密度测量的新方法

等离子体电子密度的测量是激光等离子体诊断中的基本问题,对激光核聚变和X射线激光等研究领域都很重要.特别在X射线激光研究中,由于电子密度的大小对X射线激光增益有很大影响,所以显得尤为重要.已有的测量方法有斯塔克展宽法等.这里,我们提出一种通过谱线强度测量电子密度的新方法.这可以弥补斯塔克展宽法在电子低密度区失效的不足,而且通过选择不同的元素作为测量对象,可以测量不同密度区域的电子密度.     

DCN激光测等离子体的电子密度

对于目前Tokamak的电子密度测量,一般采用HCN激光来做为探测光束(波长λ=337微米)。但对于更大型的Tokamak(如JET,TFTR)以及压缩型Tokamak来说,则要求更短波长的激光做为探测光束,为此我们研制成了DCN激光器,并用此激光成功地完成了测电子密度的实验。     

立方氮化硼薄膜的脉冲等离子体室温生长

立方氮化硼是一种具有仅次于金刚石的高硬度、高的热传导率、低的热膨胀系数、良好的红外光学性能和化学稳定性极强的新材料.其综合性能可以和金刚石相比拟.它在金属、半导体、电子和光学材料研究方面具有良好的应用前景.     

脉冲激光全息干涉术在岩石力学研究中的应用

在岩石力学研究中,经常需要测量岩石各点的变形情况,即需要观测岩石的变形场。例如在和地震预报有关的岩石力学研究中,需要研究地震断层面形成过程中变形场的时空规律。激光全息干涉术是进行这种全场性测量的重要手段。70年代以来Spetzler、Soga、Sobolev等应用连续激光进行过这种全息干涉测量。最近我们成功地利用脉冲激光全息照相进行了干涉测量。