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.     

精确控制fs超短光脉冲的同步放大

研究飞秒脉冲的放大对于发展飞秒超短脉冲的应用是十分重要的。在低重复频率下(<10Hz),用普通的调Q Nd∶YAG激光器作为fs超短脉冲染料放大器的泵浦源,会由于固体器件的不稳定因素,影响泵浦脉冲与被放大fs脉冲之间的同步精度。同时,因为泵浦脉冲较宽(~10ns),会使一部分能量浪费在放大的受激自发辐射(ASE)上,从而降低了信噪比。因此,获得窄的泵浦脉冲并控制其与fs超短脉冲在染料盒中精确同步,     

5 fs放大激光脉冲载波包络相位的锁定研究

针对结合啁啾脉冲放大技术(CPA)及脉冲压缩技术所产生的5 fs激光脉冲的载波包络相位(CEP)变化情况, 设计制作了用于控制种子脉冲CEP快变化和放大压缩后1 kHz重复频率的亚毫焦耳能量激光脉冲CEP慢变化的两级负反馈锁相环路, 分析了相位控制系统的结构和原理, 介绍了两级锁相环路中相位信号的提取、伺服控制环路的设计和闭环锁定的结果. 实验结果表明, 利用该锁相系统可以稳定地实现周期量级放大激光脉冲的CEP锁定, 在大于3 h的时间内, 锁定后的CEP变化小于53 mrad(均方根值).     

超快激光制备超疏水超亲水表面及超疏水表面机械耐久性

近年来,受大自然的启发,具有特殊润湿性的仿生结构表面因其在日常生活和工业生产领域的广阔应用前景引起了研究者的广泛关注.同时,超快激光的快速发展为材料表面结构的加工提供了新的强大工具,在超疏水或超亲水表面结构的制备方面取得了一系列突出的成果.但迄今为止,已经商业化的超疏水表面仍然非常有限,其中关键的问题是超疏水表面的机械耐久性问题.本文基于超快激光加工方法,总结了仿生微纳结构制备和应用方面的最新研究进展,重点介绍了几种具有特殊润湿性的疏水和亲水表面结构,并对超疏水表面的机械耐久性问题及其测试方法进行了阐述和总结,最后讨论了该领域存在的一些问题及未来的发展方向.     

超快激光制造智能可调谐仿生复眼

<正>经过几千年的自然进化,节肢动物的复眼已经形成一种独特的视觉系统,具有视野广、景深大、成像失真小、对移动物体敏感等一系列独特的优点[1～5].昆虫复眼通常由分布在半球曲面(主眼)上的数百个紧密排列(100%填充因子)的小眼组成.正是由于这种精致的结构,昆虫能够以高信噪比接收入射光,并以大视场角(高达360°)从周围环境中获取光信号.近年来,     

超快有机非线性光学分子及其介观光子器件实现

20世纪,基于非线性光学二阶效应,包括线性电光效应、二倍频等的光电信息发展对人类社会发展和生活方式起到了革命性的改变.随着光信息技术的迅速发展,需要呼唤新的非线性光学原理和方法.基于非线性光学三阶效应的新应用则成为这一研究的重点基础.本文首先回顾非线性光学研究和应用状况,介绍作者研究小组在三阶非线性光学材料研究的工作,特别重点介绍近期基于分子间电荷转移过程增强超快三阶非线性光学响应新机理实现的超快、低泵浦功率的香豆素/聚苯乙烯复合材料有机光子晶体全光开光的工作。     

从啁啾脉冲放大到强场激光物理——2018年诺贝尔物理学奖解读

1985年,Donna Strickland和Gérard Mourou等提出了啁啾脉冲放大(chirped pulse amplification,CPA)技术的概念,这是超高峰值功率超短脉冲激光技术发展的一个重要里程碑,直接推动了超强超短激光和强场激光物理等研究领域的诞生。目前,利用CPA技术已经可以获得峰值功率达到10拍瓦(PW,1 PW =10¹⁵ W)量级的激光脉冲,被认为是“将影响从聚变到天体物理的每一项研究”的成果。也正因此,发明啁啾脉冲放大(CPA)技术的法国科学家Gérard Mourou和加拿大科学家Donna Strickland,获得了2018年诺贝尔物理学奖。首先,初步介绍了Strickland和Mourou提出的啁啾脉冲放大(CPA)技术;然后,结合上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点室在超强超短激光技术和强场激光物理研究等方面的成果,以及承担的国家重大科技基础设施项目“上海超强超短激光实验装置”,简单介绍了Gérard Mourou和Donna Strickland 获奖的意义;最后,对相关领域未来发展进行了初步的展望。     

原子、分子和光学

原子、分子和光学程敏玖编译最近发表的国家研究会议的报告─—“原子、分子和光学”，引起了自然科学家、工程师和物理学家们的兴趣。功能强大的实验手段与计算机辅助的理论研究方法相结合．至今已在许多科学领域及工业和医药业大量的实际应用方面产生了大批有益的启示。...     

光学、眼睛和大脑

如果光学开始是作为视觉的科学,眼睛就是最早的光学仪器。生理光学的研究者和临床的同事主要关心的是眼睛作为一个感受器的正常和病理功能。近几年所有这一切都发生了振奋人心的变化。光学中已经删去了许多与眼睛没有直接关系的内容,例如X射线天文学、激光及光声光谱学。反之,视觉研究也已远远超出了它所唯一致力于的眼睛光学范围。最振奋人心的是关于视觉通路及对于线性定向、立体视觉的深度、空间频率、运动和色觉过程的专职脑细胞的发现。比较研究揭示了大脑的功能结构及遗传和化学程序规定的细胞发育。这就奠定了以后视觉再因环境因素而改变的基础。由于神经生理学的发展及新近采用的光学概念和新技术的刺激,视觉科学家们已将他们的研究范围大大扩大而超出了生理光学和颜色的传统课题。     

超快强场激光在高温燃烧场中的成丝现象及其应用

超快强场激光在大气等光学介质中传输时会受到克尔自聚焦效应和等离子体散焦效应的动态调制,产生一种独特的非线性光学现象——激光成丝,在大气传感、太赫兹光谱产生、天气控制等研究领域具有重要的应用前景.针对超快强场激光在高温燃烧场成丝燃烧诊断应用,介绍了超快强场激光在燃烧场中成丝动力学过程以及传输成丝特性,综述了强场超快激光成丝诱导非线性光谱的机理及其在高温燃烧场诊断应用中的研究现状和进展,并探讨了当前强场超快激光成丝在该领域所面临的挑战和应用前景.     

中国科学院超快现象和太赫兹辐射国际会议简讯

太赫兹辐射国际会议于2002年7月22～25日在北京中国科学院物理研究所举行.本次会议由中国科学院主办,中国科学院物理研究所承办,中国科学院微系统与信息技术研究所、美国伦斯勒理工学院共同协办.会议的3位主席分别是中国科学院物理所张杰研究员、美国伦斯勒研究工学院的张希成教授和上海微系统与信息技术研究所的封松林研究     

单个准分子激光脉冲和位相光栅模板制作表面周期结构

近年来,准分子激光器(excimer laser)以其高能量的脉冲式紫外(193nm或248nm)激光输出特征而被人们用于部分薄膜材料的加工和制备,其原理是用聚焦后的准分子激光脉冲对靶材进行轰击,一定条件下将轰击出来的靶材颗粒均匀沉积在基片上便可以生长出薄膜结构,这种方法又称为PLD(Pulse laser deposition)技术.利用准分子激光器和石英位相光栅模板,人们已经在光敏光纤和光敏光波导中写入了性能良好的Bragg折射率光栅,由于LiNbO_3(LN)和 LITaO_3(LT)这两种重要的光学晶体均对准分子激光波长(248 nm)产生强烈吸收,所以当它们被该激光照射时,激光能量将被晶体吸收并产生热量.如果激光的能量密     

DGO单晶的生长、结构和光学性质

一、引言 不久以前,我们曾发现NH_2CH_2COOH可与H_2C_2O_4结合形成NH_2CH_2COOH·H_2C_2O_4单晶,简称GO。在NH_2CH_2COOH—H_2C_2O_4—H_2O体系中,通过进一步研究,我们又发现了     

脉冲激光沉积TiO2薄膜的I-V和C-V

报道了使用３５５ｎｍ激光烧蚀金属钛在ｐ－Ｓｉ基片上反应性沉积ＴｉＯ２薄膜,并对Ａｌ／ＴｉＯ２／Ｓｉ电容器的Ｃ－Ｖ和Ｉ－Ｖ特性进行了测量。结果表明经过７００℃退火处理的薄膜具有高的介电常数４６。     

分子束外延原位脉冲激光驱动金属Ga-droplet迁移的实现和研究

在液滴外延生长过程中金属液滴承担着生长前驱体的角色,直接决定着后续量子环、量子点、纳米线等量子结构的密度、尺寸、位置等参数.本文开展了在MBE(molecular beam epitaxy)液滴外延过程中通过原位激光作用调控金属Ga-droplet的前沿研究.首先利用MBE在GaAs(001)衬底上(150℃)沉积6 ML Ga原子以获得Ga-droplet密度约为5.7×10~(10) cm~(-2)的表面,然后原位引入单脉冲单束激光辐照衬底表面.实验观察到:Ga-droplet在激光辐照(能量密度大于10 m J/cm~2)的条件下将开始克服表面各个方向的迁移势垒发生显著而丰富的迁移行为,且这种迁移的剧烈程度与激光能量具有强烈的正相关规律.伴随这种迁移,不同Ga-droplet之间将发生随机的融合,从而强烈影响其密度以及尺寸.统计表明:当激光能量从10 m J/cm~2提高至30 m J/cm~2时,Ga-droplet的密度将迅速减小到近原来的三分之一,同时尺寸则迅速地增大,且整体分布由传统的"窄带"向"宽带"特点过渡.故通过本文的研究,证实和发现了液滴存在着极为敏感的表面"光致迁移"特性.凭借这一特性,不仅可实现对液滴整体尺寸、密度的二次修饰,获得一些在传统液滴外延中难以实现的分布特点,而且在将来我们完全有望凭借多光束干涉图形化调控液滴,最终实现人为可控的液滴外延技术,从而极大地推动整个低维纳米半导体材料的生长.     

超光速运动的过去、现在和未来

本文论述了人类研究超光速运动的历程及存在的有关问题;指出了考虑虚数“i”作用的情况下,狭义相对论原有的框架内巳包含了超光速运动的理论,而闵可夫斯基时空性质更深刻地揭示了超光速运动与时空的若干特点且不违反因果律;猜测量子远程通信的物理本质与德布罗意波这种光速运动有联系,建议设计实验测量德布罗章波的相速度并深入研究波粒二象性这块物理学中尚未完全开垦的处女地。     

基于飞秒掺钛蓝宝石激光器和光子晶体光纤的超高分辨光学相干CT

通过将飞秒激光脉冲耦合到空气石英微结构光纤, 获得了超高纵向分辨率的光学相干CT成像. 利用中心在540 nm、可见光谱范围450~700 nm的超连续光谱, 可以获得高达0.64 µm的自由空间纵向分辨率. 光学相干CT系统灵敏度在样品光功率3 mW时, 可达到108 dB, 仅仅低于理论极限7 dB. 同时展示了亚细胞分辨的光学相干CT的图像, 该高分辨光学相干CT在生物医学应用中有很好的前景.     

X射线、光学和射电入选类星体的哈勃图的比较

爱因斯坦天文台关于类星体资料公布以来,人们的注意点之一是研究类星体的X射线、光学及射电辐射之间的相关性。这种相关性的研究不仅是计算X射线背景辐射一个主要方法的关键,而且更重要的是研究这三种波段辐射机制的重要依据。这三种辐射对比研究中,比较注目的是Tananbaum等发现的在一个完整的射电入选的3CR样品中,X射线光度弥散最     

紫外和可见氯、氧、氮、钛20条新激光跃迁振荡

氯、氧、氮的离子激光作用前已有报道,我们曾用纯氧放电获得二条新氧紫外激光振荡谱线。本文报道,用轴向脉冲放电激励,并在放电迴路中串接或不串接一定值的电感,控     

类星体和Seyfert 1星系“紫外超”现象的几何薄光学厚吸积盘模型

大量观测资料表明,类星体和Seyfert 1星系从红外到可见光波段表现为典型的幂谱分布,F∝v~α,α大约为—1,而且这种幂谱分布可以外推到x射线波段,但是,在蓝和紫外波段的分布却偏离了幂谱,表现为一种平滑的谱分布,即“紫外超”。Malkan和Sargent认为这种“紫外超”现象是由幂谱,混合的Balmer连续谱和黑体谱联合产生的。在附加一个黑体谱成分(T=20,000～30,000K)的情况下,他们成功地拟合了3C273等五个样品从5000(?)到远紫外的观测谱。