脉冲激光的受激拉曼散射效应

高峰值功率的调Q光纤激光器容易出现受激拉曼散射(SRS)。搭建了master oscillator power-amplifier(MOPA)结构的调Q光纤激光器,研究了其光谱与脉冲波形。实验研究了脉冲光在不同长度、不同种类光纤中传输时的拉曼散射效应,分析了其拉曼光谱特性及各光波的时域特性。实验结果表明:MOPA结构容易实现高峰值功率及参数可控的脉冲光。高峰值功率的脉冲在长距离传输时易出现多级拉曼散射光,且输出的各级拉曼散射光功率相当。一级拉曼散射光与抽运光在传输中是同步的。     

惰性气体对受激拉曼散射的影响

利用Nd:YAG三倍频(355nm)激光泵浦充有D2,D2 Ar和D2 He等气体的拉曼池,通过测量斯托克斯光的能量转化率,稳定性和发散角,得出惰性气体的加入对它们的影响。     

受激拉曼散射中的激光“耗尽”

用染料调Q红宝石激光器激发了苯、硝基苯、二硫化碳等六种有机液体的受激拉曼散射.在特定的条件下观察到拉曼光谱强度分布出现I_(s_1)(z)>I_l(z)以及I_(s_2)(z)>I_(s_1)(z)>I_l(z)的现象,这是由入射激光场与拉曼辐射场之间强烈的非线性耦合造成的入射激光场的“耗尽”现象,它导致受激拉曼散射的高转换效率。对所观察现象进行了讨论.     

高压氢受激拉曼散射中反斯托克斯散射的研究

高压Ｈ２受激拉曼散射（ＳＲＳ）是实现宽带激光移频的重要途径，在基础理论及技术应用研究两方面均颇具意义。本文讨论了高压氢受激拉曼散射中、反斯托克斯散射的两种空间分布。指出，随着外界条件的不同，反斯托克斯散射的空间分布是不同的。在一定的条件下，这个空间分布可以由环状散射和轴向散射共同组成。本文对二阶反斯托克斯散射进行了实验研究，获得了环状散射和轴向散射对Ｈ２压力和泵浦强度的依赖关系。实验结果与理论计算结果是一致的。     

受激拉曼散射系统的时间模式特性研究

时间模式是一组正交的波包模式,可用来表征时域多模量子光场,为量子系统的描述提供一个可选择的理论框架.基于输入种子光诱导的受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)系统,将输出的斯托克斯(Stokes)光场作为下一过程的输入种子光场,进而实现连续迭代受激拉曼散射的过程;固定泵浦光场为高斯波形和超高斯波形,分别研究了在多种不同结构的高斯波形种子光输入的情形下,输出斯托克斯光场的时域波形演化特性,得到了不同波形种子光注入通过迭代会得到相同的稳定波形输出,而输出光场波形的时间半高全宽（full-width at the half of the maximum, FWHM）依赖于泵浦光场;运用施密特(Schmidt)模式分解,数值研究了最终稳定输出的斯托克斯光场时间模式特性,得到了稳定输出的斯托克斯光场本征值都集中在基模.该光场时间模式特性的研究,为进一步开发和利用时间模式这一量子资源提供了理论指导与实验参考.     

掺杂光学纤维中受激拉曼散射的研究

本文报导了在常用光通讯掺 ＧｅＯ２光纤中进行多级受激拉曼散射谱的实验研究。对锗硅系与磷硅系光纤多级受激拉曼散射谱的特征进行了实验比较。测试了两类光纤的多级Ｓｔｏｋｅｓ谱的频移分布与相对强度分布，并从等效散射截面的相对大小和赈动能级差的相对大小对话的特征进行了初步的分析。目的是在实验研究的基础上探索刊用这两类常用光纤构成光纤拉曼激光器以及利用光纤拉曼散射谱的可能性。     

受激喇曼散射

本文以受激喇曼散射问题为中心,对非线性光学、受激喇曼散射、元激发的受激喇曼散射及喇曼散射的应用(包括喇曼激光器,喇曼光谱分析,产生近10~(-14)秒的超短脉冲以及在研究分子动力学方面的应用)等作了初步介绍。     

消逝波增益耦合球形微腔中的受激拉曼散射

针对球形微腔能否将腔外介质的拉曼增益耦合到腔内,并在微腔回音壁模式的支持下形成腔外介质的受激拉曼辐射的问题,通过石英球腔在纯水中的受激拉曼散射实验,首次观察到水的拉曼增益确实可以通过消逝场耦合进入球腔,并在腔内形成拉曼光的受激辐射放大.     

强散射介质中0π脉冲的受激拉曼光谱

拉曼光谱由于具有响应速度快,灵敏度高,不侵入待测物质等特点,近年来在生物和医学检测及成像领域的应用受到了较多的关注.然而,生物活组织往往具有较强的散射特性,影响受激拉曼光谱的成像质量.为了提高受激拉曼光谱的成像质量,引入脉冲波形技术,采用对拉曼散射具有较高敏感性的0π脉冲为斯托克斯脉冲,利用离散偶极矩近似方法,对强散射介质中的脉冲传输进行数值模拟.研究发现:在多次散射的作用下,尽管激光脉冲强度随着其在介质中的传输距离增大而衰减,但受益于0π脉冲的特性,输出信号在双光子共振时的强度将增强2倍左右,为提高强散射介质中的受激拉曼光谱质量提供了一个新的可能.     

激光带宽对等离子体中受激拉曼散射不稳定性的抑制效应

本文研究了激光带宽对等离子体中受激拉曼散射不稳定性激发的抑制效应.通过改变激光参数和等离子体参数,利用一维粒子模拟验证了当激光带宽远大于线性增长率时,带宽对受激拉曼散射的线性增长阶段具有明显的抑制作用.模拟研究同时表明通过选择适当的调频参数和降低受激拉曼散射的线性增长率可以使带宽的抑制效应更明显.但是激光带宽并没有使受激拉曼散射完全消失,其抑制作用主要体现在延长不稳定性线性增长的时间.     

掺镱光纤放大器中受激拉曼散射的数值分析

采用描述泵浦光、信号光和Stokes光的稳态速率方程组,对不同光纤参数及泵浦光参数下掺镱光纤放大器内的泵浦光、信号光以及Stokes光沿光纤轴向的演化进行了数值分析.结果表明:受激拉曼散射的发生会导致信号功率在达到增益饱和之前迅速下降;增大泵浦功率,采用掺杂浓度较高的掺镱光纤以及较大吸收截面的泵浦光可以在较短光纤内获得较好的信号放大而避免受激拉曼散射的发生.     

355 nm激光泵浦BN晶体受激拉曼散射实验的研究

自从受激拉曼散射被发现以后,发现了多种拉曼介质,这些拉曼介质有气体、液体还有固体,从这些介质的受激拉曼散射中得到上百条谱线,光谱分布从紫外到近红外,有效拓宽了激光光谱范围。增益较高的拉曼晶体有碳酸盐、硝酸盐和钨酸盐晶体,在这些晶体中Ba（NO3）2晶体是最有潜力的材料之一。该文研制出一套实验系统,通过受激拉曼散射的原理和实验结合来研究硝酸钡晶体的受激拉曼散射现象。研究内容主要包括如下：搭建一级放大1064 nm激光实验系统;在1064 nm有源光基础上,完成泵浦光355 nm激光的搭建;完成355 nm激光泵浦Ba（NO3）2晶体的受激拉曼散射实验研究。     

水的受激Raman散射

利用532 nm脉冲激光研究水的受激Raman散射, 并利用激光诱导产生的等离子体解释了前向、 后向和侧向水受激Raman散射的差异. 结果表明: 水与甲醇和乙醇的受激Raman阈值基本相同,  大于苯、 甲苯和二硫化碳的受激Raman阈值; 当能量为140 mJ时, 出现前向Stokes和反Stokes 3 426 cm^-1谱线, 后向和侧向出现3 400,3 268 cm^-1的受激Stokes谱线.     

用染料激光增益增强弱增益拉曼模式的受激拉曼散射的经典理论

 建立了用染料激光增益增强弱拉曼模式的受激拉曼散射(SRS)的经典理论,详细给出了拉曼增益g_R,染料激光增益g_D和总损耗α的表达式,并在其推导过程中对经典理论作了修正,最后得到了激光增益和受激拉曼增益可以共同使SRS强度的指数部分快速增长的结果,可以很好地解释观察到的实验现象,并为其提供理论依据.     

受激拉曼光谱系统的研制

拉曼光谱是一种包含丰富样品结构信息的光谱技术,但是拉曼光谱检测的缺点是检测灵敏度低和荧光干扰.本实验室研制的受激拉曼光谱系统,是将一束皮秒(10-12 s)脉宽的可见泵浦光和一束由飞秒(10-15 s)脉宽的探测白光共同作用于样品,产生受激拉曼信号.该光谱系统的拉曼泵浦光在可见和近紫外波段可连续调谐,可以同时获取受激拉曼光谱的增益和损失光谱,具有灵敏度高和抑制荧光干扰等优点.分别考察了拉曼泵浦光和拉曼探测光脉冲相对时序、拉曼泵浦光强度对受激拉曼光谱的影响,受激拉曼信号强度在拉曼泵浦和拉曼探测脉冲时间上完全重合时达到最大.在拉曼泵浦光强较小时,受激拉曼谱峰强度随泵浦光强度增大而增大;当拉曼泵浦光强度较大时,损失谱峰强度会趋于饱和,在研究的光强范围内增益谱峰会持续增长,未达到饱和.     

激光与均匀大尺度等离子体相互作用中受激拉曼散射不稳定性的研究

研究了波长为810 nm、脉宽为0.81 ps的圆偏振激光脉冲与毫米量级的一维均匀等离子体相互作用中受激拉曼散射不稳定性;利用一维粒子模拟程序分析了激光沿着靶传播过程中在不同位置的受激拉曼散射,以及激光强度和等离子体密度对受激拉曼散射不稳定性的影响;发现激光强度增强和等离子体密度的增加（1/4临界密度内）均能够促进受激拉曼散射的发展.研究结果可为点火试验的设计提供参考.     

用受激拉曼散射对食用豆油中微量杂质苯的定性分析

用调Q红宝石激光在苯中激发受激拉曼散射。将受激散射的泵光与斯托克斯光以一定的角度入射到豆油中,在满足波矢配的条件下得到相干反斯托拉曼散射(CARS)。反斯托克斯光的出现是食用豆油中含有微量苯的定性指示。     

聚苯乙烯的受激喇曼散射

用电光Q开关红宝石激光器对实验室制备的聚苯乙烯样品的受激喇曼散射进行了实验研究,观察到了二阶斯托克斯散射谱线。     

受激拉曼散射效应对巩稼民模型中密集波分信道功率转移影响分析

受激拉曼散射（SRS）效应对密集波分复用光通信系统作用明显．采用巩稼民模型仿真得到不同传输距离下各波分信道相对功率的转移情况．结合必要的公式推导及与实际数据的比对结果得出了随着波长的依次增加,各信道间相对功率呈线性增长的结论．相关性计算分析测试验证了这一结论,为后续光通信里非线性研究提供参考．