CH_3F分子气体中受激喇曼散射的调谐和增益特性的研究

本文作者曾以四能级近似方法研究了CH_3F 分子气体的喇曼过程,并得到较好的效果,但尚存在与实验结果不能完全相符的问题。本文从六能级系统考虑进行计算,借助于电子计算机直接求解密度矩阵方程,从而获得一套泵频对讯号频率的调谐曲线和增益曲线。理论结果更加逼近实验结果,揭示了光泵CH_3F 分子气体中的喇曼过程和双光子吸收过程,同时也揭示了当泵频处于共振吸收附近的交流斯塔克效应的贡献。     

光泵分子气体激光的调谐和增益特性——四能级近似

本文利用标准的密度矩阵方法,对两激光场和四能级系统的互作用过程写出密度矩阵的刘维方程;两激光场的频率为ω_p、ω_s,场强为E_p、E_s,失谐量为δ_p、δ_s;对CH_3F分子气体,利用电子计算机求出方程的解.由此得出系统的电极化率的虚部x″(ω_s)和δ_p,δ_s 的关系,并讨论了系统的调谐和增益特性.所得结果可应用于分析激光光泵亚毫米波激光器和研究气体分子中双光子吸收过程.     

可调谐远红外激光的电微调

本文应用斯塔克效应消除CH_3F 分子能级对M 的简并,使分子能级按量子数J,K,M展开。在四能级近似下,计算CH_3F 分子气体中受激喇曼散射的调谐和增益特性,发现在调谐和增益特性曲线中,由于交流斯塔克效应及其他原因引起的空隙有可能被填补,从而改善了调谐和增益特性,这对可调谐光泵亚毫米波激光器的实验工作具有一定的意义。     

光泵远红外激光工作气体压强的最佳值

本文研究光泵远红外激光器的最佳工作气体压强。采用3能级系统模型,求解量子系统的密度矩阵方程,再用迭代运算法计算远红外激光的输出功率密度。激光器的远红外输出功率密度是泵浦激光功率密度I_p,泵浦频偏x,远红外信号的频偏y,工作气体压强P的函数。改变工作气体压强的值,可求得I_s-P的关系曲线。理论求得的P的最佳值与实验结果很好相符。     

CO_2激光器泵浦CH_3OH产生THz激光的理论分析

以激光速率方程理论为基础出发点,搭建出三能级系统模型,从而对光泵的CH3OH分子产生THz激光机理和动力学过程做了理论分析。结合实验参量,使用CO2激光器输出的9P(36)支线泵浦CH3OH气体分子产生118.8μm的THz激光,并在工作气压为10 Pa,温度为常温(20℃)下,分析了三能级粒子数密度变化情况及输出功率波形特征,以及改变缓冲气压、腔内温度和输出镜反射率的情况下,对激光输出功率的影响。结果表明,理论计算结果能较好地反映光泵产生THz激光的过程。     

光泵分子气体亚毫米波放大器的非线性特性

本文对应用光泵分子气体系统作为亚毫米波放大器进行了理论研究.按实际要求,我们取消系统内亚毫米波信号几乎为0的假设,采用矩阵信号流图法求解四能级系统的密度矩阵方程,进而求得一整套亚毫米波放大器的特性曲线.结果表明,应用光泵分子气体系统作为亚毫米波放大器是可能的,还提出了泵浦源的质量要求.     

光泵三能级激光的量子统计

本文把 Lamb 激光量子理论加以推广,用于处理光泵(包括相干和非相干泵浦)三能级激光体系。文中采用密度算符理论和微扰方法,导出了光泵三能级均匀展宽原子体系中的单模激光运转的主方程,绘制了几率流图。合理地使用细致平衡原理,导出了定态运动方程和阈值条件,还导出了平均光子数的运动方程,并把它们与半经典理论进行了对比。通过扬密度算符的非对角元运动方程,导出了激光线宽表达式。对于上述情况,我们进行了详细地讨论。结果表明:随着光泵(相干泵浦)强度的增大,阈值条件会降低、线宽会变窄、光子分布会偏向相干态、激光器的功率会增大。并指出,激光的弱讯号增益来源于两个基本过程:两个光子过程和两步过程。     

光泵亚毫米波激光的交流斯塔克效应的进一步探讨

本文取消了过去使用的假设,考虑工作气体分子可以近似为六能级系统.在求解系统的密度矩阵方程的基础上,再用迭代运算法直接计算激光器样品管内各点的亚毫米波激光的功率密度,可得亚毫米波激光的输出功率密度与样品管长的关系及一组表示不同样品管长条件下,亚毫米波激光的输出波谱特性.     

微弱气体光声光谱监测光声信号影响因素分析

气体光声光谱检测技术灵敏度高,不消耗被测气体,能很好地应用于变压器油中溶解微弱气体的在线监测。检测中,微音器输出的光声信号是进行气体浓度分析的唯一特征量。基于光声光谱技术的基本原理,构建了一种便携式、可调谐的光声光谱装置。在分析气体光声信号激发机理的基础上,结合实验深入探讨了影响气体光声信号的多种因素,获得气体光声信号与压力、温度、激光功率、气体浓度、背景气体、斩波频率及谐振频率漂移之间的关系曲线,理论及实验结果为进一步完善油中气体光声光谱在线监测系统提供了技术参照和支撑。     

光泵远红外激光的多光子增强效应

本文从理论研究了光泵远红外激光中的多光子过程.我们在解系统的密度矩阵方程时取消了I_(FIR)(?)IR 的假定.研究结果发现,双光子过程D_(16)和三光子过程T_(34)同时处于共振的情况下,它们之间的相互作用或相互竞争将是激烈的。当B_s～20时三光子过程T 的贡献就大为增强,而且在这共同共振点附近T_(34)占了优势地位.我们称这现象为多光子增强效应.     

环境对单分子体系荧光光子统计性质的影响

利用近年所发展的产生函数（Generating Function）理论方法,研究了激光场和射频场共同驱动下单分子二能级体系发射荧光光子的统计性质.对在激光脉冲和射频脉冲场作用下单分子二能级体系的荧光光子发射特性进行了理论研究,并讨论了单分子二能级体系发射光子的控制等有关问题.     

准连续可调的NH3分子光泵亚毫米波激光

以NH_3分子气体为工作物质,对CO_2激光和微波同时作为泵浦源的光泵亚毫米波激光系统的密度矩阵方程的求解,获得光泵激光器的频率特性和增益特性。理论计算结果表明:利用光泵激光中的超喇曼过程,改变微波频率,可以产生频率准连续可调的亚毫米波信号;利用谱线的压力增宽,调节激光的腔长,改变其纵模频率,也可以获得准连续可调的亚毫米波信号。     

光泵远红外激光中多光子过程的饱和效应

1970年以来,用红外激光泵浦分子气体,激发其内部的单光子跃迁或喇曼散射过程以产生可调谐的亚毫米波激光的工作不少。但这方法往往存在红外光泵输出的频率是否与分子气体的振一转能级间隔相匹配的问题。一个解决办法是将样品置入电场中(Laser Stark Spectroscopy),调谐分子能级以达到共振。由于Stark效应,受激分子能级因电场干扰发生位移,不能直接测量无微扰分子的能级参数,而且所发出的     

光泵远红外激光的频率稳定性与泵浦的关系

本文利用六能级量子系统密度矩阵方程的解析解,分析计算了光泵远红外激光的频率稳定性以及双光子吸收增强三光子共振激射的频率稳定性与泵浦激光质量的关系;比较深入地讨论了AC Stark 效应对远红外激光频率稳定性的影响.     

一种宽带光纤拉曼放大器数值模拟的新算法

以后向泵浦的宽带光纤拉曼放大器为模型,基于平均功率的思想,运用矩阵迭代法模拟信号光和泵浦光在光纤中的传输特性,数值计算出拉曼增益曲线.这种算法结合了平均功率法的快速和矩阵迭代法的简单易控制的优点,在保证计算精度的情况下能提高计算速度.理论分析结果和实验结果均显示该算法可以准确模拟拉曼放大过程.该算法可以为设计制作光纤拉曼放大器提供参考.     

脉冲光泵NH_3分子远红外激光一条新谱线的发现

自1970年T.Y.Chang等人首先使用CO_2激光泵浦CH_3F、C_2H_2Cl和CH_3OH等分子以产生远红外激光取得成功以来,迄今约有80多种分子能用作远红外光泵激光的工作物质,产生波长从15μm至2mm范围的两千多条激光谱线.由于CO_2激光泵源的效率很高,而且激光泵浦能量集中在指定的谱线上,因而光泵激光器能达到较高的转换效率;同时,光泵激光光谱线具有较高的稳定性及频谱纯度. NH_3分子是最早引起人们注意并受到广泛研究的分子之一,它具有丰富的远红外光谱.1970年,T.Y.Chang等人曾用N_2O激光器作泵源来激励NH_3分子,首先观察到     

泵浦探测场下单分子体系荧光光子的统计性质

本文利用最近所发展的产生函数（Generating Function）理论方法,研究了泵浦和探测场共同驱动下单分子二能级体系发射荧光光子的统计性质.给出了泵浦探测场对体系发射光子线型、MandelQ参数以及光子发射几率等统计量的影响.理论计算的单分子发射平均光子数与已有实验结果符合得很好.     

光泵NH3分子亚毫米波激光的模式竞争

采用半经典密度矩阵理论研究了光泵NH3分子亚毫米波激光的P支跃迁(V2∶a→sP(5,4))和Q支跃迁(V2∶a→sQ(5,4))的模式竞争.推导了四能级系统的激光介质的增益表达式;采用迭代法,数值计算了不同工作条件下的P支跃迁和Q支跃迁的输出光强,得到了模式竞争的规律:在压强较低的情况下,P支跃迁占优势;在压强较高情况下,Q支跃迁占优,但光强很弱并受到严重的自吸收效应所抑制.计算结果与实验相符.     

铥原子激发态光电离截面的实验研究

本文采用激光烧蚀技术和超声分子束技术相结合，制备了高密度、低能态的自由铥（Tm）原子束。由可调谐激光制备原子电子激发态同时实现从激发态的光电离，由飞行时间质谱来探测来自不同电子激发态的光电离信号在245-266.3nm范围扫描激光波长，获得Tm原子UV区共振增强多光子电离光谱（REMPI光谱）。对于确定的激光共振波长，实验测定了不同激光能量下的光电离信号强度，进而得到Tm原子相应电子激发态的绝对光电离截面，测得的绝对光电离截面值在6.01±0.31～15.65±0.7Mb范围内。     

乙腈分子振动模式和振动光谱的群论方法研究

利用群论的方法可以在不解久期方程的情况下分析分子的振动光谱,本文运用群论方法分析了乙腈分子的简振振动模式,得到了各简振振动模式的对称性,根据振动拉曼光谱选择定则分析了乙腈分子各振动模式的拉曼活性,结果表明乙腈分子振动拉曼光谱有8条频率不同的拉曼谱线,并与实验测定的激光振动拉曼光谱进行比较,理论结果与实验结论吻合很好.