Ladder型介质中双色超短脉冲共振传播的RCEP控制

利用不含慢变振幅近似(SVEA)和旋波近似(RWA)的全波Maxwell-Bloch方程组的数值解,研究了单光子共振(即两个脉冲的中心频率分别与原子系统两个跃迁频率相等)情况中,在ladder型三能级原子介质中双色超短激光脉冲传播行为对相对载波包络位相(RCEP,以下简称相对位相)的依赖性.结果表明:相对位相对小面积双色脉冲的传播波形及频谱特性有显著的控制作用.相对位相的大小可以决定脉冲振幅大小、传播速度快慢、脉冲分裂与否及子脉冲数目多少.通过改变相对位相的数值可以获得更宽的频谱宽度及更高的光谱强度特别是高频分量的光谱强度.当双色脉冲面积增大时,相对位相对脉冲波形及频谱特性的控制作用有所减弱.     

相对论长脉冲激光在非均匀等离子体中的传播特性

通过解析和数值方法研究了相对论长脉冲激光在非均匀等离子体中的传播.首先,得到了激光脉冲在均匀等离子体中传播的解析解,并通过数值模拟进行了验证.结果表明,长脉冲激光在均匀等离子体中传播时,脉冲宽度的变化不影响激光强度空间分布的变化;然而,激光脉冲的强度和电子密度的空间分布可以通过调制等离子体频率来调节.在具有高斯型密度分布的非均匀等离子体中,随着高斯型密度分布振幅的增大,激光脉冲的强度逐渐增强,激光脉冲的横向分布逐渐呈现出尖锐状分布;在具有反高斯型密度分布的非均匀等离子体中,随着反高斯型密度分布振幅的减小,激光脉冲的强度逐渐减小,激光脉冲呈现横向平台状分布.因此,等离子体的非均匀性对长脉冲激光的传播有着重要的影响.     

V型原子介质中周期量级脉冲激光传输特性对载波包络相位的依赖性

通过求解Maxwell—Bloeh方程,研究了稠密的V型三能级原子介质中,载波包络相位（CEP）Ф对周期量级脉冲激光的传榆特性及频谱特性的影响。结果表明：对于大面积的脉冲,周期量级激光脉冲的载波和相应的光谱对CEP具有很强的敏感性。CEP的大小可以影响脉冲振幅大小、传播速度快慢及脉冲的分裂。另外,其它条件一定CEP不同时,由于相干效应的不同,脉冲频谱受到CEP的影响,但不足以引起高频成分的显著变化。当Ф=0时,可得到频谱更宽、连续性更好的超连续谱。     

非均匀加宽系统中宽带激光脉冲的增益特性研究

基于线性啁啾脉冲的特性,建立了一种描述非均匀加宽系统中宽带啁啾激光脉冲放大的理论计算模型。这种模型的基本思想是,将啁啾脉冲看成是由一系列时间上依次排列的准单色子脉冲所组成,利用已有的Frantz—Nodvik模型计算非均匀加宽系统中的脉冲放大特性。数值计算结果表明：尽管与均匀加宽系统一样,非均匀加宽系统中也存在增益变窄和脉冲畸变效应,但在非均匀加宽系统中,脉冲前沿和后沿获得同样的放大,输出脉冲频谱也相对于中心频率对称。此外,输入脉冲的带宽越大,增益变窄和脉冲畸变效应越显著,且输出脉冲的波形逐渐向线型函数的形状过渡。     

噪声之间的关联对双模环型激光的影响

通过建立与激光复电场振幅运动方程相对应的Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程，研究了一个具有相关噪声的双模环型激光模型，讨论了在激光工作点远高于阈值时，两模加法噪声之间的磁联地激光频谱分布的影响。     

激光功率密度参数对激光超声信号影响的研究

在激光超声缺陷检测中,经过数据采集系统所采集到的激光超声信号幅值一般都很小,为了提高激光超声信号的幅值我们一般会对采集到的信号进行去噪处理或者改变脉冲激光相关因素从而提高实验的检测精度。通过实验室搭建好的激光超声缺陷检测实验平台,研究了在改变光斑大小从而改变激光功率密度的情况下,对激光超声信号特性的影响;分析了激光超声信号的频谱特性并对频谱分量进行统计。实验得出激光功率密度的改变不仅影响到激发机制,还对激光超声信号的幅值及其信号的频谱成分有影响。     

飞秒脉冲通过体全息光栅弱耦合衍射特性分析

由Kogelnik单色衍射效率公式推导出了飞秒激光脉冲光在弱耦合情况下的衍射效率频谱,分析了飞秒激光脉冲通过体全息光栅弱耦合衍射特性。衍射光的频谱分布与读出飞秒脉冲的宽度Δτ、体全息光栅的周期Λ,厚度d以及晶体折射率调制度Δn0有密切关系。通过控制光栅的写入和读出过程,选择适当的参量数值,可以得到不同衍射强度和不同频率成分的衍射光。对于研究飞秒脉冲光通过光折变光栅传播特性以及飞秒超短脉冲用于光学信息处理有应用意义。     

阶跃相位整形的飞秒激光脉冲时间光强分布

利用飞秒超快脉冲相位整形方法,计算并研究了阶跃相位整形后激光脉冲的时域光强分布特点。研究结果表明,通过改变调制位置和调制深度,高斯激光脉冲可以整形形成强度可调的双脉冲结构,且子脉冲的中心时间和脉宽可以采用调制参数来调节。同时,研究发现阶跃位置的有效可调范围和激光的线宽密切相关。     

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。     

TEA CO2脉冲激光辐照光导型HgCdTe探测器研究

在恒压偏置条件下,采用脉冲横向激励大气压CO2激光器对响应波长为8～12μs的PC型红外HgCdTe探测器进行辐照,分析了不同能量密度激光辐照下探测器的输出波形和干扰区时间长度.实验结果表明:探测器输出信号与激光能量密度密切相关;当辐照能量密度ρ<0.012 5J/mm2,激光脉冲到达光敏面时探测器输出信号急剧下降,激光辐照结束探测器立即恢复到无光照状态;当0.012 5≤ρ≤96.725 0J/mm2时,探测器的输出畸变会持续几μs后开始上升,随着能量密度增大,持续时间和畸变区的积分面积略有增大;当ρ>102.174J/mm2时,探测器的输出会出现多次振荡;当激光辐照能量密度为284.000J/mm2时,探测器信号发生畸变的时间达144μs左右.     

强激光大气传输时的湍流效应

强激光通过大气环境后，在目标处希望得到振幅与相位来畸变的激光束．大气环境，尤其是大气湍流状态是对其有根本性影响的历史性难题．激光系统的设计和使用中必须要考虑这些问题，本文对湍流中标量场的标度指数、统计分布及激光在大气中传播等问题中提出几个值得研究的问题．     

脉冲波作用下地层流体渗流规律研究

通过对脉冲波作用下地层流体在地层中传播的动力学机理的研究,结合波动力学理论,建立了脉冲波作用下地层流体的渗流方程.假设脉冲波作用下地层流体速度是地层流体原来的流速与n次脉冲波作用下振动速度的叠加,得到了脉冲波作用下地层流体的流速方程.结合实例分析了距离、时间、脉冲频率和脉冲振幅对渗流速度的影响.随着距离增大,渗流速度的振幅逐渐减小,直至为零;随着频率的增大,渗流速度的振幅开始逐渐减小,而后又变大;随着脉冲振幅的增大,各点的流速振幅逐渐增大.建立波动条件下的渗流方程可以从理论上了解不同参数对渗流速度的影响,为脉冲波采油技术在现场的应用提供理论依据.     

二阶群色散对超高斯脉冲频谱影响的解析研究

在考虑二阶群色散的情况下,从理论上推导了超高斯脉冲频谱的解析表达式.该式表明:超高斯脉冲在光纤中传输时群速度色散(GVD)效应并不改变脉冲频谱,只改变每个频谱分量的相位;超高斯脉冲的频谱只与脉形(由参数m决定)和初始啁啾有关.以解析式为基础绘制的频谱图表明:超高斯脉冲频谱的最大特点是具有较大的底座,且出现了旁瓣,因此,有更宽的频谱宽度与之对应.     

ZrO2光学薄膜的激光热冲击效应

计算了薄膜在高功率脉冲激光作用下截面温度场和应力分布场,分析了热冲击在光学薄膜激光损伤中的作用,并用调Q1.06um脉冲激光对ZrO2单层薄膜损伤,讨论了不同激光强度下薄膜截面温度场与应力场分布,揭示了热冲击在ZrO2单层膜损伤中的机理和过程。     

静电场对V型三能级介质中传播的超短脉冲频谱CEP相关性的影响

利用由预估校正(PC)-时域有限差分(FDTD)法得到的Maxwell-Bloch 方程的数值解研究了静电场对在V型三能级介质中传播的飞秒超短激光脉冲频谱载波包络相位(CEP)相关性的影响.结果表明:未加入静电场时, CEP的变化对脉冲频谱中较低频率部分的强度有较明显的影响, 而对高频部分的影响很微弱,频谱平坦性和连续性较差;加入静电场后,CEP对频谱强度尤其是较高频部分强度的影响变大,通过选择适当的静电场和CEP的值可以获得平坦性和连续性较好的超连续谱.另外,静电场的加入还使得到相同频谱分布所对应的CEP周期由π改变为2π.     

温度对LiNbO3晶体THz辐射产生效率的影响

利用超短激光脉冲泵浦电光晶体LiNbO₃产生脉冲THz辐射, 并用非线性光学差频原理解释了THz的产生机制. 改变泵浦激光能量, 实验结果表明, THz脉冲波形的最大振幅与泵浦激光能量为平方关系, 随泵浦能量的增大, 晶体温度逐渐升高, 增加了对所产生THz辐射的吸收, 并逐渐偏离平方关系. 通过降低晶体温度, 减小TO声子-极化子因非谐振衰减为两个声学声子而引起的THz吸收, 提高了THz的产生效率.      

脉冲激光辐照生物组织的体内温度分布及其对消融的影响

基于光致热消融理论模型,对脉冲激光作用于生物组织的温度分布进行数值求解,得到不同脉冲持续时间和辐射波长辐照下生物组织体内温度的时间与空间分布规律.探讨激光脉冲持续时间和波长因素对组织消融效果和残余热损伤的影响.模拟结果表明:脉冲激光诱导生物组织体内的温度分布对组织消融的效果和残余热损伤程度等消融特性参数有着重要的影响.     

里德堡钾原子在超高斯脉冲激光场中的量子跃迁

用含时多态展开方法,计算了超高斯脉冲激光场中里德堡钾原子两个Stark态21 s与19 f之间的量子跃迁情况.结果表明这两个Stark态之间的跃迁几率与超高斯激光场的初始振幅、脉冲形状参数m和脉冲半宽度有关;在m等于3和m等于4时,当激光场初始振幅和半宽度取合适值时,可以实现这两个Stark态之间布居数的较大跃迁,并实现终态囚禁.     

激光雷达中含时截面引起的时差和成像失真研究

基于激光辐射理论,推导了单像素激光脉冲测距中与时间相关的激光反射横截面关系式. 在高斯基模强度分布、高斯时间分布及平面反射的近似条件下,研究了含时截面引起的反射脉冲形变及时间测量时差,给出了误差的解析解. 针对脉冲测距的激光成像雷达,对时差导致的图像失真,给出了相应的仿真结果. 结果表明,时差随激光脚印面积和反射倾角增加而增加,随激光脉宽的增加而减小,其带来的成像失真变现为图像形变和方向性差异两种典型现象.      

Z_rO_2光学薄膜的激光热冲击效应

计算了薄膜在高功率脉冲激光作用下截面温度场和应力分布场 .分析了热冲击在光学薄膜激光损伤中的作用,并用调 Q 1. 06μ m脉冲激光对 Z_rO_2单层薄膜损伤,讨论了不同激光强度下薄膜截面温度场与应力场分布,揭示了热冲击在 Z_rO_2单层膜损伤中的机理和过程 .