北京自由电子激光光束质量的诊断

自由电子激光器具有波长可大范围调谐、光束质量好和超短脉冲结构等优点,在生物科学、医学、材料科学和非线性光学等领域有广阔的应用前景.由于北京自由电子激光器的成功运转,使我国成为继美国、荷兰、法国之后,又一个利用射频直线加速器获得红外自由电子激光的国家.1994年初北京自由电子激光器实现了饱和振荡,输出激光束的质量达到了衍射极限,在这目前世界上已建造的十多台同种类型装置中处于领先水平.     

自由电子激光的分类

自由电子激光是1976年以来出现的一种激光器,它是近年来国际上最引人注意的课题之一.《自由电子激光的分类》从它的原理、电子束、泵源及理论四个方面对自由电子激光进行分类,并对它的经典理论进行评述.     

带轴向引导磁场自由电子激光器中的激光输出与压缩行为

关于自由电子激光器(FEL)中激光输出(激光光子数平均值)和压缩行为的讨论通常是在Bambini-Renieri坐标系中基于球Raman-Nath方程来进行的。到目前为止,所有此类工作都仅限于Wiggler抽运的FEL。但实际上,为提高FEL的增益并约束电子束流的     

喇曼自由电子激光器强脉冲电流测量方法

一、引言 自由电子激光器(Free electron laser,简称FEL),由于其光学介质具有极理想的性质,即处于真空中没有束缚能级的自由电子,对于可调谐、超高功率的应用领域,它已展示出其优越的发展前景。当FEL的物理机理得到证实之后,研究热点自然地从理论转到实验;从验证机理转到如何完善现有的激光装置,提高其电子效率方面上来了。此时在喇曼自由电子激光器总体实验当中,如何同步准确地测量通过相互作用区电子束流,显然就成了一个十分重要     

更短更亮更优秀

一种有着军方背景的激光技术看来会对生物学产生巨大影响。通过产生高功率的短脉冲 ,自由电子激光器将推进我们对生物分子的认识     

答读者问

广西南宁的陆路安读者来信询问有关自由电子激光的两个问题:①自由电子激光使用的透镜是激光专用的吗?全透镜、部分透镜等都可以用吗?②激光束不需要一定的输出能量、脉冲宽度、发散角、功率吗?能说明一下具体数字吗?市场上出售的激光笔(筒),经透镜聚焦后,聚焦点上的温度是多少呢?就以上两个问题,我们请本刊第9期《神通广大的自由电子激光》一文的作者晓林作答如下。     

新型红外非线性光学晶体探索取得新进展

<正>波长范围在2～20μm之间的中远红外激光在军事和民用方面有着极其重要的应用价值(红外对抗、激光制导、激光手术、大气监测等).产生中远红外激光的方法包括化学激光器、气体激光器、自由电子激光器、量子级联激光器和全固态激光器等方法;其中全固态激光器具有技术成熟、调谐范围宽、光束质量好等优点,是目前产生中远红外激光的主流方法.该方法需要用到非线性变频技术对成     

自由电子X射线激光器

自由电子X 射线激光器有三个主要困难:谐振腔、电子束和波荡器(wiggler).这三个困难又是互相联系的,例如合适的谐振腔和波荡器,将会降低对相对论电子束的流强等参数的要求.最近,Colella 等建议用硅单晶使X 射线     

高脉冲能量大模场面积光子晶体光纤飞秒激光器

报道了一种支持高单脉冲能量输出的被动锁模飞秒光纤激光器. 该激光器使用具有极低非线性系数的掺Yb³⁺双包层大模场面积偏振光子晶体光纤作为激光增益介质, 具有很好的环境稳定性. 激光器基于线形腔结构, 没有色散补偿, 利用半导体可饱和吸收镜 (SESAM)实现自启动锁模, 获得了平均功率为2.5 W, 重复频率为51.4 MHz (对应于50 nJ的单脉冲能量), 脉冲宽度为4.2 ps的稳定的连续波锁模脉冲输出. 经腔外色散补偿, 脉冲宽度压缩至410 fs. 当激光器输出功率比较低时, 脉冲成形由SESAM的非线性吸收决定, 而在高功率输出的情况下, 激光器的锁模运转主要取决于自相位调制展宽光谱与增益带宽的限制之间的平衡.     

利用混沌理论设计微型激光器

科学家们已制造出了迄今最小的激光器,其直径为50μm,相当于一根头发丝的粗细。这种微型激光器不仅功率十分强大,其输出光束的颜色和方向还可以控制。这一突破为今后的技术革命即光学计算创造了条件。用这种微型激光器可制成高速光学开关,用于在计算机处理器间迅速传送海量数据。此外,通过考察这种激光器的激光形成机制,也     

高重复频率被动锁模的掺Er光纤激光器

为满足现代众多科学应用领域对低时域抖动、高重复频率飞秒光纤激光器的需求, 在实验基础上解决了若干技术难点, 并利用非线性偏振旋转(NPR)锁模原理, 成功得到了重复频率在100 MHz以上自由运转被动锁模的掺Er飞秒光纤激光器. 激光器输出脉冲的重复频率为101.94 MHz, 输出平均功率34 mW, 光谱谱宽25 nm, 傅里叶变换受限输出脉冲宽度为105 fs.     

能级简并度在高效脉冲放电金属蒸气激光器中的作用

在1966年的国际量子电子学会议上,Walter等人提出了以中性铜原子蒸气激光器为代表的一类新的激光器——高效脉冲放电气体激光器。这类激光器的固有特征是自终止的,其工作物质大多为金属蒸气,所以通常也称作自终止型金属蒸气激光器。 过去的十九年,这类激光器已有了很大的发展。铜蒸气激光器输出的平均功率已从当年     

观察生命的最小领域

没有人在实时看到蛋白质是如何折叠的?也没有人看到过,当阳光(光子)击到树叶的叶绿素分子时,究竟发生了什么。由于这些事物的过程发生得太快,而这些东西的结构又太小,以人类目前所掌握的技术还无法对它们进行拍摄。生物学中一些最基本过程的详细情况,从细胞的死亡到光合作用,还一直未为人眼见过。这种情况可能不久将会改变,因为新一代X-射线激光器能量的集中程度,要比目前一般的类似仪器大上10亿倍,十分有效。它使得科学家有可能打开最小、最快事件的神秘大门。这种新型的X-射线激光器是通过对自由电子激光器的改进脱颖而出的,但迄今尚处在…     

带电子自旋效应的球Raman-Nath方程

近年来,自由电子激光器中的光子量子统计性质已得到了普遍的研究,其中球Raman-Nath方程(SRNE)起重要作用。但是,所有这些工作都忽略了电子的一个重要的量子特性——自旋,而对一般器件来讲,自旋作用与激光场比较是不能忽视的,因此,对自旋效应的探讨应是在光子量子性质的研究中不应回避的。本文给出有电子自旋效应的SRNE,并在忽略电子量子反冲时求解它。这一工作对探讨自旋效应是有益的。     

玻尔模型:超级原子

用这个星球上最强大的X射线枪照射是毁灭原子的一种方法。琳达-杨(Linda Young)在2009年10月份进行了这个实验,当时她正在测试位于加利福尼亚州门罗帕克市的SLAC国家加速器实验室新引入的自由电子激光器。这个价值4.2亿美元的仪器所发射的每个脉冲和该段时间内太阳照射到地球的射线有相同的能量,但是这些能量将聚焦到一为了纪念尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)的原子模型一百周年,Nature杂志刊登了特刊讲述这个模型的传奇——以及研究原子结构仍然任重而道远     

直波导耦合输出AlGaInAs多量子阱环形激光器研究

采用InP基InAlGaAs多量子阱激光器外延材料结构, 利用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术和聚酰亚胺介质平坦化工艺, 研制了多量子阱半导体环形激光器样品. 该器件通过加正偏压的环形结构谐振腔实现光激射, 然后借助紧邻的直线波导耦合将光信号输出. 环形谐振腔直径为700 μm, 波导宽度为3 μm. 用光纤对准直线波导端口耦合测试了环形激光器的光功率-电流特性曲线和激射光谱, 其阈值电流为120 mA, 在注入电流160 mA时从直波导耦合输出得到激射光谱的中心波长为1602 nm, 并结合光功率-电流特性曲线对环形激光器中的工作模式进行了初步分析.     

掺Yb3+大模场光子晶体光纤激光器获210 W输出

利用掺Yb³⁺双包层大模场光子晶体光纤(LMA PCF)构建激光器, 实现了中心波长为1.05 μm的210 W高功率连续激光输出. 使用光纤的长度为2 m, 其每米产生的激光高达105 W. PCF由中心波长为976 nm的半导体激光器双端抽运. 该光纤激光器的斜率效率为76%, 光束质量平方因子M²在x和y轴上分别测得为1.06和1.08. 在高功率激光输出情况下无任何热光损伤发生.     

有限孔径相位共轭腔中的横模

近十年来不少作者对相位共轭反射镜(PCM)和相位共轭光学谐振腔(PCR)感兴趣,认为它们可用于提高激光器的质量。我们知道,普通谐振腔激光器输出激光束的场结构、发散角、频谱等性质,和激光束场结构、功率、频谱的稳定性,以至激光器的效率等,都依赖于腔中横糢的性质。但是人们对PCR中横模性质的了解却至今还是十分缺乏的。不少作者在研究中     

75 fs全光纤超短脉冲激光器

报道了利用光纤非线性偏振旋转锁模方法, 使用正常色散的高掺铒光纤提供高增益的同时, 补偿谐振腔中普通单模光纤的反常色散, 在展宽脉冲光纤环形激光器中直接产生了75 fs的超短脉冲输出. 在125 mW的抽运光功率下, 其平均输出功率大于15 mW, 重复频率为25.9 MHz, 光谱宽度达到53 nm, 同时输出脉冲的能量也获得了极大的提高, 单脉冲能量达到0.6 nJ. 该激光器操作简单, 在锁模情况下运行稳定, 其全光纤结构更有利于小型化和便携化.     

IRMMW—THz2006红外、毫米波与太赫兹电子学国际会议在沪召开

2006年9月18目-9月22日，由中科院上海技术物理研究所、东南大学、上海市对外文化交流协会等单位主办的IRMMW—THz2006红外、毫米波与太赫兹电子学国际会议在沪召开．来自美国，英国、德国、日本，中国等28个国家500多位专家学者参加了会议，在为期五天的会议上，与会专家学者就微波和亚微波的雷达以及通讯，超高速微波数字器件，自由电子激光器和同步加速器辐射等议题进行了广泛交流。