锑烯量子点在全光调制和强光调控中的应用

为了控制强激光的动态特性,光开关是一个重要的组成部分,特别是电光调制器和全光调制器.本文中首先通过液相剥离法,高效地合成高质量的锑烯量子点.然后利用空间自相位调制技术测量到锑烯量子点的大有效非线性折射系数(～10^-5 cm²W^-1),并阐明其产生的机理.这样的大有效非线性折射率足以改变强激光在等离子体吸收带以外的相位分布,从而导致"开关比"变化.其次,研究锑烯量子点的超快瞬态吸收.最后,基于空间自相位调制在锑烯量子点中成功地实现从紫外到红外的宽带全光调制和弱泵浦光控制的强信号光.研究结果为开发光子器件中等离子体过程的潜力提供一个新的视角.     

Cu1.81S纳米晶的空间自相位调制阈值厚度研究

激光诱导空穴相干或电子相干机制会在数毫米厚度的二维材料离散体中产生空间自相位调制(SSPM)现象.该现象能否在更小厚度实现,对其在全光调制等的应用十分关键.采用热注入法制备了硫化铜纳米晶,控制Cu与S原子比为1.81:1,调制带隙为1.75 e V.利用低频飞秒脉冲激发,观测到多波长下的SSPM现象,表征Cu_1.81S的非线性折射率n₂为10^-3cm²/W量级,并利用非局域空穴相干解释.聚焦于激发波长为800 nm (略小于带隙)的测试,逐步将离散体的厚度从10 mm降低到1 mm,并提出利用Fresnel-Kirchhoff衍射公式仿真拟合的新方法.实验和仿真模型均证明,在入射光强为25 W/cm²时,尽管Cu_1.81S具有较大的n₂,但其SSPM阈值厚度仍为5 mm左右;将入射光功率密度提高到1805 W/cm²以上或改变聚焦条件,有望实现100μm厚度的SSPM效应.该研究提出了微米尺度SSPM光路改进方案...     

超短激光脉冲压缩机理探析

本研究了激光脉冲压缩过程中一个很重要的非线性效应——自相位调制效应．分析了脉冲窄化的机理，同时指出了制约脉冲压缩的其它影响因素，得出了决定脉冲压缩的基本要求．     

表面修饰的Bi2O3纳米微粒的光学特性

实验发现,当波长为?632.8?nm?的基模(TEM00)He-Ne激光入射到厚度为?5?mm?的包覆十二烷基苯磺酸钠(DBS)的Bi2O3样品上时,在观察屏上出现多重衍射环,这是空间自相位调制的结果.同时,还发现样品具有自聚焦、自陷和自散焦现象.实验结果表明包覆DBS的Bi2O3纳米微粒具有大的非线性系数(n2=3.0×10-5?esu).     

表面修饰的Bi2O3纳米微粒的光学特性

实验发现,当波长为?632.8?nm?的基模(TEM00)He-Ne激光入射到厚度为?5?mm?的包覆十二烷基苯磺酸钠(DBS)的Bi2O3样品上时,在观察屏上出现多重衍射环,这是空间自相位调制的结果. 同时,还发现样品具有自聚焦、自陷和自散焦现象. 实验结果表明包覆DBS的Bi2O3纳米微粒具有大的非线性系数(n2=3.0×10-5?esu).     

相对论强激光在等离子体中传输的成丝不稳定性和斑图动力学

基于考虑了相对论效应及有质动力作用的非线性薛定谔方程,本文从理论及数值上研究了相对论激光在等离子体中传输的成丝不稳定性及斑图动力学,研究表明相对论效应及有质动力作用会破坏强激光传输的相干性,在调制不稳定性作用下,非相干光波发展成为复杂的空间斑图.物理上,这些复杂斑图的产生是由短波长模中的能量增长及无规分配所引起的.     

超短脉冲3次谐波转换研究

针对由三阶非线性效应引起的I类角度失谐3次谐波转换进行了研究,讨论了群速度失配、自相位调制和交叉相位调制、晶体厚度以及失谐角度对3倍频光脉冲波形、频谱及转换效率的影响.研究结果表明:群速度延迟使转换效率下降,3倍频光脉冲展宽;自相位调制及交叉相位调制会降低转换效率,使3倍频光脉冲形状发生畸变;晶体厚度对3倍频光脉冲的展宽和转换效率均有较大影响;合适的失谐角度可有效地提高转换效率.     

环形激光束自聚焦效应的补偿研究

采用快速傅立叶变换,对高功率环形激光束在非线性介质传输过程中自聚焦环的形成与抑制进行了研究.结果表明,环形激光束在传输过程中容易形成自聚焦环,然而,当使用具有负折射率系数(γ<0)的非线性介质作为补偿材料,对非线性效应进行补偿,可以大大减小光束的累积B积分,有效防止环形激光束自聚焦环的产生.     

低功率激光作用下的热透镜效应

采用COMSOL Multiphysics 5.5软件构建的模型研究了透镜焦距变化与激光功率变化的关系,利用理论分析设计实验方案并确定热透镜焦距计算公式.通过实验探究了低功率激光作用下的热透镜效应,实现了低功率激光作用下热透镜效应的可视化,测得酱油透镜为热凹透镜;使用刀口法测量激光半径,得到热凹透镜的焦距,实验相对误差为3.6%;以焦距为热透镜效应的强度参照量,得到热透镜效应的强度与光功率呈正相关关系.     

热透镜效应对激光焊接模式及其过程稳定性的影响

热透镜效应是影响激光焊接质量的重要因素之一。本文描述了激光焊接的模式转变规律，实验测定了透镜焦距变化量与激光功率、激光作用时间的关系，研究了热透镜效应对焊接过程及焊缝成形的影响。结果发现，大功率激光焊接时，热透镜效应使聚焦透镜的焦距缩短并可能使焊接过程逐渐偏离预先设计的稳定焊接模式，从而导致焊接过程的不稳定和熔深的剧烈波动。并通过分析热透镜效应引起焊接模式转变的机理，提出了防止这种因热透镜效应引起的不稳定现象的措施。     

Raman-Nath驻波声光效应调制激光相干度的理论分析

本文对 Raman—Nath 驻波声光效应调制激光相干度进行了理论分析。给出互相干函数Г和调制因子 G 的理论公式,分析了空间相干性和时间相干性,并与 Raman—Nath 行波声光效应调制激光相干度进行了比较。     

激光V型谐振腔的等价腔分析法

为了分析激光谐振腔的稳定性,选取广泛应用的V型腔作为研究对象,将V型折叠腔等效为含有透镜的三镜直型腔(共轴球面腔),然后采用*g-参数等价腔分析法,将三镜直型腔等价为不含透镜的共轴球面腔,进而考虑激光晶体的热透镜效应,采用多元件光学谐振腔等价腔分析法推导出热透镜效应下V型腔的g?-、g?-等价空腔.该方法形象地将V型腔与共轴球面腔联系了起来,有效地体现V型谐振腔中各参量之间变化关系,通过对热透镜效应下V型腔的g?-、g?等价空腔的计算,便可对V型腔的稳定性的影响因素进行求解分析,为激光谐振腔的分析和设计提供重要参考.     

激光棒的负透镜效应及其腔型补偿法

提出几种计算和测量激光棒负透镜等效焦距的方法。估算了在单次泵浦情况下由于激光棒内温升不均匀造成的热透镜效应。用等效薄透镜方法计算了这两种透镜效应的综合效应。根据此种综合效应设计出不同的激光腔型和共振腔参数做激光实验，使激光效率提高３￣５倍，发散度减小。     

掺钛蓝宝石激光器自锁模机制分析

掺钛蓝宝石自锁模激光器中产生自锁模的主要因素是自振幅调制（ＳＡＭ）、自相位调制（ＳＰＭ）和群速度色散（ＧＶＤ）。本文详细地分析了三要素在锁模脉冲形式的不同阶段所起的作用,指出在整个过程中自振幅调制对脉宽压缩起主要作用,而引入的适量负群速度色散在后期对ＳＰＭ效应与正ＧＶＤ起补偿作用,可获得最窄脉冲。最后,讨论了形成不稳定锁模脉冲的可能性。     

环形激光束自聚焦效应的补偿研究

采用快速傅立叶变换，对高功率环形激光束在非线性介质传输过程中自聚焦环的形成与抑制进行了研究．结果表明，环形激光束在传输过程中容易形成自聚焦环，然而，当使用具有负折射率系数（γ〈0）的非线性介质作为补偿材料，对非线性效应进行补偿，可以大大减小光束的累积B积分，有效防止环形激光束自聚焦环的产生．     

激光光声和热透镜光谱信号增强

进行了溶剂介质对于激光光声和热透镜光谱信号增强研究，探讨了液体光声传感器压电换能元件不同组合装配方式对信号增强的影响，表明了增强作用机理。这对于激光光声和热透镜光谱分析在分析化学中的应用、提高灵敏度，具有实际应用意义     

空间自位相调制生成激光衍射环研究介质的热致非线性

本文通过衍射理论分析了介质中由于热致非线性而产生的衍射环。根据空间自位相调制原理，由衍射环数可近似求出介质的热光系数。并从实验上对茶酒精溶液的热致非线性进行了研究，其结果与用Ｚ－ｓｃａｎ法测量值基本相同。     

基于龙格库塔法解析双液体变焦透镜的初始特性

双液体变焦透镜受电润湿效应驱动,其焦距的变化完全取决于两种液体之间接触面的变化.通过Yang方程推导得到描述接触面的微分方程并以此分析双液体变焦透镜内导电液体、绝缘液体、容器内壁三者间的物理化学性质对初始接触面形貌及初始特性的影响.利用Matlab结合龙格库塔法以数值解描述双液体变焦透镜的接触面特性,并且结合具体试剂的物理性质在ZEMAX中模拟单透镜成像.最后在实验中对比验证得到,存在密度差的双液体变焦透镜接触面的面型为非球面,且经过接触面形貌调制的双液体变焦透镜拥有更好的边缘成像质量,使得双液体变焦透镜在小型化成像系统中有着巨大的应用前景.     

多模光纤中的自相位调制

考虑到起源于三阶电极化率χ（３）实部的非线性折射率所引起的自相位调制现象（ＳＰＭ）对光场分布的影响,经过一些近似处理,求解了多模光纤中的高斯光脉冲传输方程,所得结果与传统的单模光纤自相位调制理论不同．     

非相干耦合空间孤子族的一般理论

提出了一个适用于非相干耦合空间孤子族的一般理论．从这一理论可以很方便地得到亮、暗、灰孤子族的波形．研究表明这些孤子族的形成条件直接依赖于折射率改变与入射光光强的关系,而不是折射率的正负．另外,利用调制失稳理论研究了这些孤子的稳定性．当这一孤子族只包含两个分量成分时,它自动退化到非相干耦合孤子对的情况．利用这一理论,理论上证明了非相干耦合亮、暗、灰孤子族也可以在角烧孔效应的光致异构非线性聚合物中形成．