自由电子激光的发展和未来

自由电子激光(以下简称FEL)是基于使用高能电子直接产生相干辐射的新概念,不同于一般激光之基于能级跃迁的原理。它是加速器技术、激光技术、微波技术和一些其他高技术交融、交汇的综合体。它有优于其他光源的许多特点,如波长在一个波段内连续可调,功率潜力巨大,光束质量可达衍射极限,可产生超短脉冲等。它与一般激光相比,两者都是相干光,但它却有波长容易连续调变的优点;与同步辐射相比,两者都可覆盖宽广的波带,但它却是相干辐射,而相干电磁辐射对人类生活和科技进步已作出的贡献,如无线电、电视、雷达、激光等则是人所共知的。因此,自1977年红外FEL振荡器出现之后,引起科技界很大的重视,各科技先进国家纷纷投入研制,都首先在各自已有的能提供电子束流的加速器上开展研究,使用的加速器计有脉     

中红外飞秒激光多光子共振激发${\bf{C}\bf{O}}_{2}^{+}$的自由感应衰变研究

对利用中红外飞秒激光激发$ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}^{+} $产生的前向相干辐射现象进行了系统研究。实验发现在泵浦激光与$ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}^{+} $的${\tilde{\rm A}}^{2}{\Pi }_{\rm u}$（${\nu }{{''}}=1$）→${\tilde{\rm X}}^{2}{\Pi }_{\rm g}$（$ \nu =0 $）态跃迁发生五光子共振情况下,$ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}^{+} $发出的波长为337 nm的前向相干辐射能够被有效激发。更进一步,利用泵浦–探测方法对该辐射进行了时间分辨研究。利用探测激光导致的辐射损耗效应,发现在不同的气压条件下,337 nm相干辐射的持续时间均在0.8 ps左右,与气压没有明显关系。基于这一观测结果,提出该辐射的本质是多光子共振导致的自由感应衰变辐射。研究揭示了利用中红外飞秒激光激发二氧化碳离子产生相干辐射的本质,指出了强场激光与原子、分子体系共振相互作用过程中自由感应衰变效应的普遍性。     

自由电子激光器(摘要)

随着现代科学技术的发展,需要研究、应用从厘米波到X射线、Y射线波段上各种波长和各种功率的激光。但是以粒子数反转和非线性光学效应为基础的普通激光器,一般只能产生某一特定波长的激光,而且功率还不够强。所以无论在波长方面,还是对功率的要求方面,都还远不能适应生产和科研对激光技术的要求。近几年来,一种名为“自由电子激光器”的激光器件,在理论和实验两方面都得到了较好的研究成果。理论上讲,它似乎可以得到上述波段上任意波长的激光,且功率也可相当强,展示了它的广阔前景。所谓自由电子激光器是把从高能电子加速器得     

激光调制偏光镜的研制

激光调制在激光应用技术上是很重要的,偏光镜则是重要的激光调制光学器件之一,它的作用是能把非平面偏振光分解为平面偏振光;与其他光学器件配合,可以产生其他类型的偏振光,如圆偏振光和椭圆偏振光等;也可用来检验光的偏振度;特殊类型的偏光镜(OE全输出偏光镜)可在不同方位上有不同的偏振输出,这都是激光应用技术所要求的。     

双光子共振激发钠原子的参量过程

用激光观光子共振激发的原子使４ｄ２Ｄｊ态布居。自该态同时辐射两个光子回到基态，它们在钠蒸汽中传播时增强成为相干辐射，这过程称为参量过程．本文从实验上研究了参量过程谱线所包含的分量数目、各分量的波长和强度随激光波长、蒸汽温度的变化关系，并给出了基于原子极化、耦合波方程和位相匹配条件的理论分析。理论值和实验结果符合。     

工作在TEM_(00)模中6328He-Ne激光器的研制及其发生最佳条件的研究

He-Ne气体激光器是能产生可见光波长为6328A的单色连续辐射的激光器。它的突出优点是它的方向性、单色性很好,因此随着激光技术的日益发展,在国防、科研、工农业生产中得到广泛的应用。在我国已用于准直、测距、通讯、全息照相、精密测重等方面。但是要得到工作在TEM00模中6328AHe-He激光器,并且要使激光器的功率、寿命和稳定性达到最佳,还必须正确确定许多参数。     

世界首台反激光器研制成功

1960年7月第一台激光器问世。激光器是指将窄幅频率的光辐射线,通过受激辐射放大和必要的反馈共振,产生准直、单色、相干光束的仪器。目前激光器使用的增益媒介大多是砷化镓半导体,用以产生一束聚焦的相干光束,这种光束有相同的频率和振幅,且运行方向一致。与激光器发射激光不同,     

激光技术简介(—)

激光是六十年代初兴起的一门新的科学技术。它的出现,标志着人们对光的控制和利用有了新的飞跃,引起世界各国的重视,在短短十四、五年内,迅速广泛地应用到了许多科学技术领域中。激光具有的特性,为军事技术、生产建设和科学实验的许多方面的发展提供了一系列的途径。激光具有的特性是: 1.很高的方向性。普通光源发出的光是向四面八方均匀地发散的,而激光具有很高的方向性。它是沿着一定方向发光的,光束的发散角很小,一般可达毫弧度(10~(-3)弧度)的数量级,比最好的探照灯的发散角还要小几百倍。 2.很好的单色性。普通光源发出的光,波长分布很宽,如可见光含有从0.40～0.76微米的波长。太阳光的白光在分光镜下可分成红、橙、黄、绿、青、兰、紫七色以及其它的辐射波长,这种光称为非单色光。而激光波长范围很窄,一般小于几个埃(1微米=10~(-4)厘米,1埃=10~(-8)厘米,平时用Α作埃的标记)。所以,激光单色性很好。 3.很好的相干性。在普通光源中,各发光中心是相互独立的,相互之间根本上没有相     

氧分子低阈值谐波中的干涉效应

通过改进的非微扰量子电动力学(QED)理论,研究了强激光场中激发分子产生的高次谐波,并分析了能量低于电离阈值的谐波随激光波长的变化.研究结果表明:当激光光强较高时,氧分子产生的谐波极小值是多个分子轨道独立产生的谐波相互干涉的结果;随着入射光波长的改变,单个分子轨道辐射的谐波出现π相位的突变,导致总谐波谱中出现了极小值;当光强较低时,总谐波由最高占据分子轨道(HOMO)产生的谐波主导,总谐波极小值即为HOMO谐波极小值.另外,随着激光波长的改变,单个复合通道产生的谐波也会发生π相位的突变,与不同复合通道产生的谐波相干叠加后造成单个分子轨道谐波的极小值.     

高能激光与应用光学的几个问题

高能激光的产生、传输和应用是现代激光技术和光学工程的一个重要发展方向。它不仅涉及到一系列物理问题，还有赖于多项要求极高的工程技术问题。文章提出了8个与高能激光有关的应用光学问题，包括高能激光器、高质量光学元器件、先进的自适应光学技术、非线性光学相共轭技术、变频技术及光束相干合成技术等。着重阐明对它们的要求和可能的发展方向。     

激光等离子体相互作用下高次谐波特性研究

相对论激光与等离子体相互作用中形成的纳米电子束在强激光场中的相干同步辐射是产生相干极紫外线和X射线辐射的独特方式.相对论激光脉冲的宽度和等离子体的各种参数决定了产生单个阿秒脉冲还是阿秒脉冲串.在激光脉冲持续时间只有少数几个光学周期下,其载波包络相位对阿秒脉冲有重要影响.通过控制载波包络相位在合适的范围,可以得到孤立阿秒脉冲.除了驱动激光的载波包络相位,等离子体密度分布梯度和等离子体厚度也会影响阿秒脉冲的特性.     

论红外系统标定体系精度的走向

建立了被检辐射温度计和标准辐射温度计只因两者工作波长而产生的亮度温度差（精度）的理论公式。此公式内涵表明了由于黑体空腔总精度的不等温分量几乎与波长无关，所以大幅度地降低了上述亮度温度差的差值，即与标准接触式温度计相比大大提高了红外辐射温度计的标定精度，本文还列举了几种典型黑体空腔温度分布的例子，给出了标准与被检温度计因工作波长不同而产生的亮度温度差的志向。     

Bell态原子与大失谐腔相互作用的辐射谱

用时问演化算符的方法,研究了两个全同的二能级Bell态原子与腔场大失谐作用时的辐射谱.消相干Bell态原子不产生辐射,其他三个Bell态原子辐射谱频谱结构相同,并且在Fock态光场作用下,辐射谱都呈现单峰结构,而在相干光场和热光场作用下,辐射谱呈现出强度分布不同的多峰结构.     

混合液体介质的受激布里渊散射

本文给出了理想二元混合液体受激布里渊散射的频移表示式。实验结果与理论预期值相符合。讨论了利用混合介质受激布里渊散射效应调谐激光频率和产生可调谐相干声辐射的可能性及意义。     

红外热象仪

任何大于绝对零度的物体都发射红外线,它的波长约在0.75—1000微米之间。人体红外辐射主要在3—50微米之间,峰值波长为9.3微米。黑体是研究热辐射规律的理想辐射体。黑体积分辐射通量密度与温度关系遵守斯蒂芬-玻耳兹曼定律,辐射通量密度按波长分布,符合普郎克公式,辐射峰值波长遵守维恩定律,它们都与物体表面温度有关。我们以适当的方法运用这些热辐射定律就能测出物体的热辐射和温度,这就是辐射计、辐射温度计。 人体皮肤表面各处温度是不同的,不同的物体也有不同的温度,用辐射温度计逐点测量所观察视场内景物的温度,经过处理,以可见图象形式显示出景物的温度分布,如     

双光子激发Na_4d~2D_J态的光学四波和频过程

利用两个激光光子与一个光泵受激发射的红外光子在纳蒸气中进行四波混频．观测 到六组十一条紫外相干辐射谱线。其中三组由和频过程产生２ωＬ＋ωＩＲ．波长为２５５．７８： ２５７．５１． ２５７．５４：和 ２８０．４７． ２８０．５１ｎｍ。另三组是由对应的差频过程产生２ωＬ－ωＩＲ． 在研究了原子的非线性极化率、受激发射的光增益系数以及位相匹配条件以后．对谱线 的波长和光强给出了理论的说明。     

通过受激电子喇曼散射过程产生的红外可调谐激光系统

我们通过铯蒸汽中6S能级到7S能级的受激电子喇曼散射过程,获得了处在2.85μm到3.18μm 红外区的可调谐相干辐射。本文介绍了自行研制的可调谐红外激光系统和可调谐相干红外辐射的一些性能。     

ZD—75型激光准直仪

自从激光问世以来,它在工农业各部门和各科学领域有着广泛的应用,激光准直仪是激光应用中的一种。激光准直仪是应用激光作光源,加上适当的光学系统和机械结构,利用激光器辐射一条连续可见的光束,它对于TEM_(00)。模光束的横截面光强分布是高斯型的(如图一)。     

多芯光纤相干组束研究进展

利用光纤激光器相干组束技术可产生高功率高光束质量的激光输出,因此研究相干组束技术成为必然趋势。本文从多芯阶跃光纤相干组束和多芯光子晶体光纤相干耦合两个方面介绍了目前相干组束研究现状和进展。提出多芯阶跃光纤相干组束和全光纤相干组束都存在弊端,而通过合理设计结构的多芯光子晶体光纤不仅可以实现高功率激光输出,还能促进光通信技术的发展。     

相干数据体技术在浅层复杂断块群精细构造解释中的应用

相干数据体是从地震数据中提取的一种地震属性。它通过对地震波形的相似性进行比较,进行求异去同、突出那些不相干的地震数据,揭示地层的不连续性。在揭示地层和岩性的横向变化,如断层和沉积相变化等方面,与常规的地震振幅切片相比有极大的优越性。本文重点讨论了基于相干体技术的数学原理,及根据地下地质构造变化采取对影响相干数据体处理效果的各种参数进行优化的办法,来进一步提高相干数据体切片的信噪比和分辨率,进而达到提高精细构造解释精度的目的。