阿秒激光脉冲的产生与操控

随着激光技术的发展,激光的脉宽不断减小.21世纪初,研究者首次突破飞秒的界限,在实验室产生了孤立的阿秒脉冲,由此打开了阿秒科学的大门.目前最短的激光脉宽达到了43 as,这为超快光学测量带来了前所未有的时间分辨率,阿秒科学也成为近20年来超快光学领域最重要的成就之一.虽然少周期驱动光、偏振选通、双色光等多种方案已经被用...     

除红宝石激光外的其他激光

<正>通过改换激发材料,科学家能造出以不同波长发射的激光器,案例如下所示。固态激光:第一台红宝石激光是固态激光器的例子。此时,红宝石晶体发射的是694纳米的红光波长。固态激光器如今经常以玻璃或水晶制作,后者还要掺杂一些稀有元素。其中有一种是用掺钕的钇铝石榴石晶体制作,能发射1064纳米波长的红外光。     

优化多色激光场产生单个阿秒脉冲的理论模拟

多色组合激光场是一种产生超短孤立阿秒脉冲的可能选通方案.以800 nm飞秒激光作为基频场,利用遗传算法优化双色和三色激光场参数,根据超快光场相干合成技术得到了亚周期激光场.利用优化激光脉冲驱动氖原子即可产生超连续高次谐波并获得单个阿秒脉冲.在考虑宏观传播效应并采取合理参数(激光强度、气体压强、气体靶长度和位置)的情况下...     

最短的激光脉冲

贝尔电话公司实验室的激光专家申克(Shank)等得到了持续时间约为30×10~(-16)秒的超短激光脉冲。它仅为申克、福克(Fork)和格里恩(Greene)去年取得的刨纪录的短脉冲的1/3左右。这种脉冲不但持续时间短,光束长度也只有约9微米,一共14个波长。     

飞秒脉冲激光穿越大气层的特性

对不同脉宽、不同中心波长、不同入射天顶角情况下飞秒激光脉冲在大气层中的传输特性进行了数值模拟.理论计算结果表明,在50 km高空大气的二阶色散值为3.44×10-6 ps2/km,与大气在海平面的二阶色散值(2.09×10-2 ps2/km)相比,约小4个数量级;在激光脉冲非垂直发射情况下,当入射天顶角小于60°时,谱宽为40 nm的飞秒激光脉冲的蒙气差值、大气角色散值以及时域色散导致的脉冲展宽量均会随入射天顶角缓慢增加,当入射天顶角大于60°时,这种增长会急剧变大.大气的角色散作用还会使传输光束的横向尺寸和光谱空间分布发生改变,但其改变量要远小于直径为200 mm的光束的衍射效应产生的相应变化.在垂直发射条件下,对于厚度为50 km的大气层而言,800,1064,1550 nm三个不同中心波长的瑞利脉冲宽度分别为700,605,495 fs.由于入射天顶角的增加直接导致有效传输光程增加,随着入射天顶角由0°增至90°,瑞利脉宽单调增加,最大可增至垂直发射时的3倍左右.     

阿秒脉冲产生的技术原理及进展

随着超短脉冲激光技术的快速发展,人们观察超快动力学的视野从飞秒领域跨入到阿秒领域.由于电子绕氢原子核转1圈的时间大约为1.5×10-16 s,即150 as,因此阿秒激光脉冲的出现为人类提供了打开原子内部动态世界大门的钥匙,成为21世纪激光物理与技术最重要的进展之一.经过多年的不断创新和突破,阿秒脉冲产生技术从最初只能...     

产生受激光发射的工作物质

自1960年Maiman首先实现了红宝石的受激光发射以来,在寻找产生受激光发射的工作物质及改进器件的结构与性能方面,做了许多工作,取得了丰硕的成果。目前,实现受激光发射的工作物质已不下五十种之多,其中包括气体、液体(有机溶液)和固体等不同状态和不同结构的物质;输出波段已从紫外2542埃伸展到红外35微米;实现了低温和室温的连续操作器件;红宝石的输出能量已达500焦耳,已制成输出能量为113焦耳的玻璃受激光发射器,运用光开关技术,红宝石的脉冲峯值功率已从5仟瓦剧增至10亿瓦;半导体工作物质的出现,大大     

计算激光脉冲生成时间的一个改进

光脉冲生成时间T_r是激光理论重要动力学参量。已经报道光脉冲生成时间的表达式为     

对撞锁模半导体超短光脉冲的产生

锁模(mode-locking)技术是1964年发展起来的。利用这种技术,尤其是对撞锁模CPM(colliding-pulse mode-locking)可以产生皮秒(10~(-12)s)甚至飞秒(10~(-15)s)量级的超短脉冲,这对于物理化学以及分子弛豫过程的超高速现象的研究具有决定性的意义。随着半导体技术在光纤通讯、电光采样、时钟信号等光电子学领域的飞速发展,迫切需要一种宽度窄、频率高的半导体激光脉冲光源。为此投入了大量的研究。常用的半导体超短光脉冲技术包括Q开关、增益开关、锁模技术等。无论在理论上还是实践上,脉宽最窄和重复频率最高的脉冲,都是由锁模技术得到的。1990年,Chen等人首次报道了利用微波调制的对撞锁模技术,在单片集成InGaAsP量子阱激光器上得到脉宽1.4ps,重复频率32.5GHz的超短脉冲。本文报道了利用对称三段式结构的InGaAsP量子阱激光器,在无调制情况下获得脉宽5.0ps,重复频率38.5GHz的超短光脉冲。     

用兰米尔探针测量激光产生的等离子体

近两年来,丹麦Risφ研究所张泽田博士,在西德Max-Planck研究所研究了用兰米尔(Langmuir)探针测量激光产生的等离子体。在气体放电实验中,用兰米尔     

准分子脉冲激光制备发光硅晶粒的新途径

半导体硅是制备集成电路芯片和晶体管的重要材料,用硅制成的特种器件可用于检测光信息,由于其间接带隙的能带结构及禁带宽度仅1.12eV,因而本身无法由电致(EL)和光致(PL)发射高效率的可见光,使其在光电子器件领域的应用受到了限制.探索硅基材料的可见发光是材料科学领域中的重大研究课题.目前已有多种实现这一效应的方法,如电化学腐蚀的多孔硅和微波等离子体淀积的超细硅粉等,但是实际器件运用中所需材料必须具有良好的表面性质和均匀的内部结构.我们曾用Ar离子激光晶化技术使:a-Si:H/a-SiN_x:H多量子阱(MQW)结构中:a-Si:H阱层晶化成纳米晶粒,观察到室温可见光致发光现象,该方法可以人工设计并有效控制晶粒尺寸且材料内部结构均匀.本文将报道KrF准分子脉冲激光辐照a-Si薄膜制备室温呈现可见PL特性的硅晶粒的新方法,所用激光具有曝光面积大、能量高、作用时间短等特性,其晶化的均匀程度和效率均优于Ar离子激光,并且是一种“低温”、“干法”晶化过程,对衬底影响较小,从而有利于提高晶化样品性能,形成均匀的纳米晶粒,以期研究获得可见发光材料的新途径.     

激光产生的新型硼烷的拓扑结构

已知的笼式(closo)、巢式(nido)、网式(arachno)及叶式(hypho)硼烷一般以BH为生长单元,按通式B_pH_(p q c)~c(c为电荷)计,其q值分别为2,4,6,8.随此q值递增的顺序,硼烷的结构类型也逐渐敞开.最近,我们在自制装置上以脉冲激光作用于NaBH_4而产生了一类单电荷硼氢负离子[B_kH_(k 3)(B_3H_5)_n]~-(K=1,2,3代表三个不同的系列,n=0,1,2,…),其q值可超过10,应当采取更为敞开的结构.此外,其质谱峰的有规律的排列表明其生长单元为B_3H_5,     

LiNbO3光参量放大器产生宽范围可调谐的中红外飞秒激光脉冲的研究

采用共线相位匹配和小角度非共线相位匹配相结合的联合调谐方式, 设计并实验构建了具有宽调谐范围的中红外飞秒光参量放大器. 采用两级LiNbO₃飞秒OPA, 可输出2.0~4.7 μm波长范围可调谐的中红外飞秒激光, 调谐范围大幅超过了目前文献报道的数据, 获得的中红外飞秒激光脉冲能量超过30 μJ.     

碳与硫化钼纳米管的激光溅射产生

自从Iijima在石墨电极阴极电弧放电后生成的沉积物中发现碳纳米管后,碳纳米管的制备与研究迅速成为继C_(60)后的又一个研究热点。碳纳米管除了它的两端外,管身均由六元环组成,因而可以想象其他具有六元环层状结构的物质也可能转化成纳米管。事实上,六方晶系的硫化钼与氮化硼在气相热解等条件下,都可以转化成纳米管的结构。这些研究成果丰富了纳米科学与技术。     

利用两束同色激光场与中红外场形成的组合场驱动氦原子产生单个阿秒脉冲

提出了使用两束同色激光场与中红外场形成的组合场驱动一维氦原子产生单个阿秒脉冲的方法. 通过数值模拟研究了氦原子在组合场驱动下发射高次谐波的特点, 谐波谱的截止位置可以拓展到I_p+12.6U_p, 对第二平台区域不同范围内高次谐波叠加均能得到单个阿秒脉冲, 最短脉宽达42 as, 尤其是对平台区域的前端进行叠加, 不仅可以得到单个阿秒脉冲,而且与截止位置附近高次谐波构造的阿秒脉冲相比, 强度提高了3 个数量级. 经过经典和小波分析发现, 中红外场的加入不仅使高次谐波谱平台区域得到了扩展, 同时还抑制了电子长路径对高次谐波的贡献.     

激光尾波场加速器中反向注入激光脉冲参数对电子注入的影响

通过数值模拟和理论分析, 研究了由两反向传播的激光脉冲在稀薄等离子体中的相互作用造成的向激光尾波场中注入电子的物理过程, 并讨论了两激光脉冲参数对注入电子数目的影响. 通常注入脉冲的强度可以远小于产生尾波场的主脉冲强度. 当注入脉冲为中等强度时, 注入电子数首先随注入脉冲宽度的增加而增加, 直到注入脉冲宽度达到某个临界值后, 注入电子数饱和. 当减小注入脉冲强度时, 为了产生电子注入, 相应的主脉冲强度应该提高. 此时注入脉冲仅能轻微地影响主脉冲的尾波场, 注入电子数随注入脉冲宽度的增加而持续增加, 直到尾波场能够承受的捕获电子数目极限.     

产生高强脉冲磁场的磁通浓缩器无浓缩磁通作用

为了获得脉冲时间长的高强磁场,人们提出了“磁通浓缩器”,即把有一径向割缝的中空圆柱导体放入一多匝线圈中。人们认为当脉冲电流通过线圈     

线聚焦激光产生等离子体的X射线发射特性

在X射线激光的研究中,用高功率激光产生的等离子体是最有希望的X射线激光的工作介质。近年来已经实现的软X射线激光和正在广泛进行的许多有关短波长激光的研究中,都常常釆用柱面透镜和球面(或非球面)的聚焦透镜的组合来获得线状的激光等离子体,以便