基于飞秒瞬态反射技术的单晶硅薄膜超快动力学研究

以飞秒激光放大器作为光源,利用瞬态反射实验技术研究了厚度为1000 nm的单晶硅薄膜瞬态反射率变化过程.实验系统采用激光脉宽为120 fs,泵浦光波长为400 nm,探测光波长为800 nm.实验结果表明:随着泵浦光照射到样品表面后,样品表面的反射率变化在百飞秒内迅速增加到峰值,之后伴随着数皮秒的弛豫过程反射率的变化速率逐渐放缓.利用双e指数函数拟合出不同激光脉冲作用下反射率变化的快弛豫时间.并建立了TTM-Drude模型,分析了飞秒激光与单晶硅薄膜表面相互作用后电子温度和晶格温度的变化过程,得到不同脉冲能量作用下电子-晶格温度变化曲线,并分析了快弛豫过程中发生的物理过程.     

飞秒激光作用下单晶硅表面载流子的超快动力学研究

利用飞秒激光泵浦-探测技术研究单晶硅在不同脉冲能量作用下的瞬态反射率变化,进而分析单晶硅表面载流子的超快动力学过程。实验所用飞秒激光脉冲宽度为120 fs,泵浦光和探测光波长分别为400和800 nm。研究结果表明:飞秒激光作用后,单晶硅表面反射率变化迅速达到峰值,然后经历一个快弛豫过程和一个慢弛豫过程。快弛豫过程包括载流子-载流子散射和载流子-光学声子散射,慢弛豫过程包括载流子复合过程和扩散过程。利用双e指数模型对实验结果进行拟合,求出双e指数系数C及快弛豫时间τf。通过实验数据对比分析发现,泵浦光脉冲能量越大,快弛豫时间越长,所占的比例越大。     

激光损伤过程中导带电子产生机理

价带电子跃迁至导带形成自由电子,长激光脉冲作用时,自由电子吸收能量并传给晶格,使材料温度升高;短激光脉冲作用时,自由电子发生碰撞离化,使导带中电子数目急剧上升,当材料达到一定温度或自由电子达到临界浓度时便发生损伤．随着激光技术的发展,人们不断的完善导带电子的产生机理,以达到计算值与实验结果相一致;激光脉冲越短,越多的光-电子相互作用机制会影响导带电子的产生,雪崩离化、多光子离化、导带电子衰减及导带电子能量分布等相互耦合,导带自由电子的产生过程非常复杂．文中综述了激光损伤过程中导带电子产生的机理模型,并提出了应用于亚皮秒及飞秒激光脉冲的耦合多速率方程．     

飞秒激光在水和玻璃中产生白光连续谱的试验研究

飞秒激光脉冲与透明介质相互作用后产生的白光具有类似激光束的高强度和高亮度特性,而且其谱线覆盖了从紫外到红外波段.分别利用10 Hz、120 fs、60 mJ的掺钛蓝宝石激光脉冲和1 kHz、120 fs、1 mJ的掺钛蓝宝石激光脉冲,在玻璃和水中产生了白光连续谱并进行了测量,测出了白光的谱线,实验结果显示白光谱宽分别为440～820 nm和400～750 nm;从自聚焦和自相位调制理论出发,对白光产生的机理进行了讨论,结果显示自聚焦和自相位调制无法完整的解释白光谱线.     

光子晶体光纤中正啁啾对色散波及孤子俘获的调控作用

基于飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输时所遵循的非线性薛定谔方程,利用数值模拟的方法研究了脉冲初始正啁啾在超连续谱的产生过程中对色散波及孤子俘获的影响.结果表明:正啁啾能显著提升色散波的产生效率,且色散波的强度与啁啾值成正比.当啁啾值不超过某一临界值且满足相位匹配条件时,孤子和色散波之间的四波混频效应能产生俘获波,俘获波的强度与孤子能量及色散波强度有关.因此,选择合适的啁啾值,利用正啁啾对色散波及俘获波的调控作用可以提高超连续谱蓝端的能量分部.     

基于PPKTP晶体的飞秒激光倍频实验研究

利用PPKTP晶体进行了中心波长为780 nm、重复频率为250 MHz、脉宽为100 fs、谱宽为15 nm的飞秒激光倍频实验研究.在最佳匹配温度条件下,得到了功率约为23 mW、中心波长为390 nm、谱宽为0.6 nm的紫外倍频光,倍频转换效率为13.9%.该脉冲激光具有模式极优、线宽很窄等特点,是一种很有价值的紫外激光光源.     

用电光晶体测量超快电磁辐射脉冲的几个问题

讨论普遍情况下超快电磁辐射脉冲E₀(t)(THz辐射场)及其电光采样测量值E_m(t)的函数关系.并对THz辐射场与飞秒(fs)探测光束在同一介质内传播时的群速度失配以及辐射场自身色散效应的影响作了分析.     

脉冲激光辐照 TiO2材料损伤的数值计算

构建了高斯脉冲激光辐照半导体材料的二维轴对称模型及热源模型,通过求解热传导方程计算了材料表面沿径向和纵向及材料表面中心的温度场分布.采用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics分析了1064 nm纳秒级脉冲激光辐照半导体材料TiO2的温度场分布.分析单光子吸收与自由载流子吸收对材料温升的影响.结果表明,对于波长为1064 nm的脉冲激光辐照TiO2,当激光的峰值功率密度达到108W/cm2时,自由载流子吸收的作用已不可忽视.计算温度场时,应同时考虑两种吸收.     

飞秒Z扫描技术测量材料光学非线性的研究

介绍了用飞秒脉冲光Z扫描技术测量材料光学非线性的方法.指出了用飞秒Z扫描技术测量材料的光学非线性时出现的溶剂非线性问题(在波长800nm下,测得了空玻璃比色皿池充满常用的溶剂去离子水和乙醇后的非线性折射率系数n2值分别为1.61×10-14 esu和2.26×10-14 esu);材料出现非线性折射及非线性吸收饱和现象问题;热透镜效应问题;激光器参数的选用问题,并提出了相应的解决的方法.     

飞秒激光对拟南芥种子萌发及幼苗生长的影响

以哥伦比亚野生型拟南芥种子为材料,利用波长800nm、频率1KHz的飞秒激光对其进行不同功率与时间的辐照处理.经MS组织培养后,统计其发芽率、根长、鲜重,测量叶绿素、可溶性糖、过氧化氢酶及丙二醛的含量,研究飞秒激光对拟南芥种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:低剂量的飞秒激光辐照能促进拟南芥种子萌发及幼苗的生长,当辐照功率为175 m W、辐照时间为12s时,拟南芥种子的发芽率、根长、鲜重、叶绿素、可溶性糖、过氧化氢含量均高于对照组,丙二醛含量低于对照组,此条件下的飞秒激光对拟南芥起促进作用.     

超短脉冲飞秒激光倍频的实验研究

本文报道了超短脉冲激光倍频的实验研究，实验所用基频光为ＴＩ：ｓａｐｐｈｉｒｅ激光，波长７８０ｎｍ，脉冲宽度１００ｆｓ，非线性晶体为５×５×１０ｍｍＬＢＯ晶体，在基频光平均功率５０ｍＷ的条件下，得到了平均功率大于１０ｍＷ的倍频紫外激光输出，转换效率大于２０％。     

非均匀光纤中色散特性的研究

本文研究在非均匀光纤传输系统中,周期性材料色散扰动对光脉冲的影响,并且建立了正弦型均匀扰动模型．利用傅立叶变换法,分别推导了非均匀光纤传输系统中,二阶色散系数受周期性扰动时,无啁啾高斯型光脉冲受二阶色散;二阶和三阶色散共同决定群速度色散效应时,脉冲传输的解析表达式．并在理论上阐述了波形变化．波形显示:对于无啁啾的高斯光脉冲,当扰动程度和扰动周期很大时,二阶色散使脉冲在开始阶段有一个窄化过程,脉冲峰值变高,脉宽被明显压缩;对于二阶和三阶共同作用时,脉冲不仅产生拖尾震荡结构,而且脉冲的震荡沿上翘.当扰动程度和扰动周期很大时,在开始阶段脉冲被压缩,波形发生变化．本文的研究对光纤周期性色散材料对光脉冲的影响有重要的意义．     

一个用原子激光测量引力场微小变化的实验设计

利用原子激光良好的相干性,以及在引力场中会发生相位变化的特点,设计一个能够测量引力场微小变化的实验方案.     

光纤横向色散的不均匀性对高斯脉冲传播的影响

本文基于高斯脉冲在光纤中传输时,考虑光纤色散效应(二阶、三阶)在空间有横向分布不均匀时的影响.推导出无啁啾的高斯型脉冲在光纤中传输时的解析表达式.并对理论结果进行了数值模拟,分析了脉冲产生畸变的影响因素.结果表明,由于材料的不均匀而导致的色散在空间横向不均匀对脉冲传播有很大的影响,高斯脉冲在光纤中传输时波形在横向呈对称性分布,二阶色散和三阶色散相互比较,三阶色散效应对脉冲的传输有严重的影响,在脉冲的一沿形成非对称的拖尾振荡结构,图像畸变严重性分布.随着传输距离的增加畸变也欲加严重.     

单片机在激光脉冲能量测量与控制中的应用

本文介绍了在激光加工中,采用单片机构成激光脉冲能量的测量与控制系统。该系统采用光电探测器对激光脉冲能量实时测量,由单片机系统进行实时数据采集与数据处理,对激光器进行实时控制,实验表明,该系统可提高激光脉冲能量的稳定性和精度。     

胶束增敏水相光度法测定铼（Ⅶ）的研究

研究了ReO4ˉ与碱性染料形成的离子缔合物不用苯等有机溶剂萃取，通过加入表面活性剂形成ReO4ˉ-乙基紫-聚乙烯醇三元胶束增溶增敏体系，在水相直接显色测定的新方法．该方法的线性范围为0-10μg／10mL，回归方程为A=0．0729 CμG/10mL-0．0001，相关系数r=0．9994，摩尔吸光系数ελ=647=1．36×10^5L·mol^-1·cm^-1，检测限为1．4×10^-3／μg／mL．用于烟道灰等样品中痕量铼的测定，RSD为3．25—3．34％，加标回收率为99．1—100．6％．     

铬（Ⅲ）-乳酸配合物的合成与结构表征

利用溶液法合成了[Cr2（HLact）6]配合物,该配合物为三斜晶系,空间群为P-1,a=9．496（3）A,b=12．239（3）A,c=15．017（4）A,α=96．873（5）^0,β=91．189（5）0．γ=92．312（6）^0,V=1730．7（8）A^3,Z=2．     

Nd3+:YAG激光器的132μm连续激光腔片

掺钕钇铝石榴石是一种性能优异的激光晶体,它可以分别产生1.06μm、1.32μm等波长的激光.其中,1.32μm附近的激光在光纤通信、医疗等方面具有重要的应用.但是,由于高增益的1.06μm谱线的竞争,使得1.32μm难以形成激光振荡.