超短超强激光等离子体相互作用研究的进展及其潜在的应用

从激光技术的发展、超短超强激光等离子体相互作用研究的特点、方法、内容及其潜在的应用等5个方面对强场物理在国内外的情况作了论述,进一步指出强场物理的实验研究及其应用依赖于激光装置的发展,而超短超强激光技术的发展又使得强场物理的研究变得更具前景、更具挑战性.     

熊钰庆:《激光理论基础》

该书由我校物理系熊钰庆教授编著.出版以来,深受广大激光科技人员及多间高校激光专业师生的欢迎,得到多位激光专家的好评,认为该书很有特色,有一定的学术价值,较高的学术水平和较高的社会价值.全书分六章,内容包括经典、半经典辐射理论基础,激光形成的基本条件,粒子数反转和光在激活介质中的增益,光学谐振腔和高斯光束的特性,连续激光器和脉冲激光器工作原理等有关激光技术的最基本问题.该书的主要特点是:1.重点突出.光和物质的相互作用是激光振荡和放大的物理基础,书中突出对激光的物理机制和物理概念的阐述.该书从经典和半经典的光辐射理论入手,着重阐明光与物质相互作用的3种基本物理过程及其关系,然后分析激光形成的基本条件.在论述激光形成的基本条件时,对受激发射强度与受激吸收强度之比、受激发射强度与自发发射强度之比都作了较详细的讨论,从而得出光子与原子体系相互作用的自发发射、受激发射和受激吸收3种过程中只有当受激发射占优势时才能实现光放大,并指出它与粒子布居数反转状态相联系,而借助光学谐振腔技术提高光子的简并度,形成激光振荡,从而揭示激光产生的物理机制,使读者了解激光产生的原理.抓住重点,用不太大的篇幅讲清激光技术的最基本问题,是本书     

上海光源：X射线自由电子激光振荡器研究取得重要进展

正近日,上海光源中心自由电子激光团队在X射线自由电子激光振荡器研究方面取得重要进展,理论提出了一种产生涡旋X光的方法。研究表明,仅仅通过增益失谐的调节,X射线自由电子激光振荡器的输出就可以从传统的高斯光变为涡旋光。相关成果以研究快报的形式发表在美国光学学会权威期刊《光学》上(影响因子为11.1),这也是该期刊发表的第一项X射线自由电子激光物理方面的研究工作。     

博士生导师余振新教授

余振新,男,1938年生,广东肇庆市人.1960年毕业于中山大学物理学系并留校任教至今.现任物理学教授,激光与光谱学研究所所长,“中山大学超快速激光光谱学国家重点实验室”主任.同时兼任中国光学学会基础光学专业委员会委员,《光学学报》、《激光技术》杂志编辑委员,国家教委光学与激光学科发展规划组学术秘书,国家教委学位委员会物理     

物理场辅助激光焊接的研究现状

目的综述不同物理场辅助激光焊接的国内外研究现状,展望物理场辅助激光焊接技术未来的发展方向。方法论述电场、磁场、超声场等不同物理场对激光焊接过程的影响机理,对比不同物理场作用的优缺点。结果与结论依据物理场辅助激光焊接发展现状,指出其在工艺优化、设备集成、理论基础等方面面临的挑战,并展望了该技术未来的发展趋势。     

脉冲激光线源热弹激发超声导波的数值研究

考虑激光作用过程中材料热物理参数随温度变化的非线性效应,在两维平面内建立了平面应变有限元模型,基于热弹耦合理论数值模拟了脉冲激光线源辐照金属铝板表面激发超声导波的物理过程.数值模拟分别得到了脉冲激光线源在厚度为1 cm与0.2 mm的铝板中激发出的声表面波与Lamb波的时域波形.其中声表面波包括掠面纵波、表面横波与瑞利...     

高增益自由电子激光饱和状态分析的一种统计物理方法

讨论近年出现的分析自由电子激光系统饱和状态性质的一种统计物理方法.对于自由电子激光系统激光增益达到饱和时的主要物理参数所满足的方程作了推演,进而基于统计物理方法利用Lynden-Bell熵函数和Mathematica程序进行了相关的数值计算和分析.为了对这一方法作验证和对比,通过直接数值模拟的方法分析了暖电子束入射情形下系统光强、聚束因子和粒子相空间分布的性质以及它们之间的对应关系,比较显示数值模拟结果与统计物理方法的相应结果一致.     

激光自再现模的物理学本性探讨

分析了在激光形成过程中,谐振腔内光振荡产生的激光模式原因.使用积分方程对激光光场分布进行分析,解释其基本的物理意义;并使用不确定度的量子方法解释激光光斑形成的本因,为激光器输选模方法提供了指导.     

飞秒激光诱导Li2分子的电子-离子动力学的理论研究

随着飞秒激光技术的发展，科学家们致力于理解飞秒激光与物质相互作用过程中的物理机制.选取轴对称的Li₂分子为研究对象，采用实时间、实空间的含时密度泛函理论研究飞秒激光诱导的Li₂分子的电子-离子动力学过程.在之前Li₂分子光吸收谱的理论研究基础之上，选取其偶极响应频率作为激光频率，通过调制频率、强度、极化方向等激光参数，形成不同诱导条件，包括共振情况和非共振情况，研究Li₂分子中的响应偶极矩、离化电子数、总能量和原子实位移随时间变化的物理机制.在激光作用结束后，研究上述物理量在弛豫过程中的演化规律.通过对体系的电子密度进行截图，观测电子密度在原子实背景下的振荡行为.     

北京大学“飞秒光物理与介观光学”研究群体在强场原子非序列双电离研究取得进展

<正>近日,北京大学"飞秒光物理与介观光学"研究群体刘运全研究员、龚旗煌教授与北京应用物理与计算数学研究所刘杰研究员和德国马克斯-普朗克核物理研究所Ullrich教授等合作,采用高功率飞秒激光和冷靶反冲离子动量谱仪装置,实验首次     

面向艾瓦(EW)飞秒超强激光的新机制研究

自1985年Mourou教授提出啁啾脉冲放大(CAP)技术以来,人们在实验室台面上实现太瓦(TW,10~(12)W)乃至拍瓦(PW,10~(15)W)量级峰值功率的激光成为可能.经过三十多年的发展,世界上已有数个研究组实现了台面PW峰值功率的激光输出.国内中国科学院物理研究所、上海光学精密机械研究所、中国工程物理研究院激光聚变研究中心等单位在多年CPA及OPCPA技术的研究基础上,自2010年以来也相继产生了超过1 PW的结果.由于激光聚变(ICF)、等离子体物理、天体物理、激光粒子加速以及新光源对激光强度的需求,未来超强激光有望做到艾瓦(EW,10~(18)W)甚至更高峰值功率的输出.然而,在CPA机制下要获得更高的超强激光,就要求更大的光束口径、更高质量的激光介质以及米级以上的压缩光栅.加工制造出光学均匀性和精度满足要求的这些光学元件,工程上将面临许多挑战性的问题.本文结合我们正在开展的超快超强激光研究,通过广泛调研,分析展望了可实现EW激光输出的方法与机制,认为在等离子体中进行受激背向散射放大和脉冲压缩有望实现EW激光输出.     

脉冲激光激励下样品内热源的剖面重构

建立合适的物理实验及理论模型,通过理论解析得到激光热源的正反演公式及格林函数,并通过数值计算对不同类型分布的激光热源作剖面重构.数值结果验证了所用方法的可行性及有效性.激光热源分布的获得对进一步了解材料光学性质、激光与物质的相互作用等方面有很大帮助.     

水导激光加工光源选型与材料蚀除研究

水导激光加工系统中光源的输出参数对其加工能力有极为重要的影响.为进一步拓宽水导激光加工的应用领域,针对光源选型问题,建立了激光与水相互作用的物理模型.利用龙格库塔方法对不同脉宽和波长的激光辐照下水中焦点区域自由电子密度的演变过程进行数值模拟计算,探究了多光子电离、雪崩电离、电子扩散以及电子重组等物理进程对自由电子密度的影响,明确了不同激光参数下水的理论击穿阈值,并进行相应的实验验证.在此基础上选取合适的激光光源进行水导激光刻划304不锈钢的实验.结果表明,合适的激光光源可以在提升激光与水射流耦合效率、降低耦合损耗的同时,抑制加工过程中形成的热缺陷,实现高质量的水导激光加工.      

我国激光间接驱动黑腔物理实验研究进展

本文介绍了近年来我国在激光间接驱动惯性约束聚变中黑腔物理实验研究的进展.我们在神光系列激光装置上开展了一系列黑腔物理分解实验和黑腔辐射场综合实验,从多个方面研究了黑腔内部等离子体状态和辐射场特性.为了提升精密化实验能力,对黑腔物理实验主要诊断设备进行了不断优化改进、精密标定和一致性考核,并对激光能量平衡和光斑稳定性的影响做了分析研究,针对神光Ⅲ原型装置从物理设计、诊断、制靶、驱动器等多方面不断优化完善,建立了黑腔能量学精密物理实验能力,获得了一套具有较高置信度的自洽的黑腔能量学实验数据,同时初步探索研究了六孔球腔、三轴柱腔、贫铀腔、泡沫金腔等新型黑腔的辐射场特性.最后介绍了2017年刚完成的黑腔Au泡膨胀特性和激光注入孔(Laser Entrance Hole,LEH)堵孔特性的实验研究.这些实验获得了多个可重复、可理解、互相自洽的实验数据,使我们对黑腔能量学和辐射场分布的影响因素和规律有了更深入的认识.     

可调频率激光器

美国康奈尔大学电子物理研究所研制成功一种可调频率的激光发生器.这种激光器与目前只产生单一频率光束的激光器不同,它发生的波长可以在紫外线和红外线之间很宽的光学频谱范围内进行调整.它采用β～硼酸钡晶体作为激光源,激光波长由光线射入晶体的角度决定.因此,只需旋转晶体的倾斜面,就能任意改变激光的波长.     

激光透过油漆层的理论分析及相关实验

基于严格的电磁场理论,文章对激光在油漆层中传输过程进行了严格的物理描述.利用Nd:YAG调Q激光器对两种不同颜色的油漆进行了激光除漆实验,实验结果与理论分析结果吻合.     

FAST项目中激光惯性融合测量技术的研究

激光测量和惯性测量都可以对物体位置、速度、姿态等物理参数进行测量.其中,激光测量有着测程远、精度高等特点;而惯性测量也有着自主性高,不易受干扰、采样率高等特点.根据FAST项目中对测量的实际要求,分析了在馈源舱动态测量任务中已有的激光测量系统的特点与不足,提出了引入惯性测量系统与激光测量系统结合以达到更好测量效果的方案,并对方案的可行性与实现方法进行了研究.     

激光技术简介:第四部分 激光应用

由于激光具有一系列优异的特性,而被广泛应用于工农业生产和国防建设的各个领域.下面对激光应用作些简单的介绍.一、激光应用的物理基础关于激光应用的物理基础可从如下几方面来了解:1.高亮度我们知道,一盏日光灯,它的灯管侧面发光[图1(甲)],而两头是不发光的.如果把它所发出的光能集中到灯管的一头发射出来[图1(乙)],这时单位面积上发出的光功率就增加几十倍,它的亮度也将增加几十倍.同时,还可以看到,日光灯上每个发光点都向灯管外半个平面(即180°)内发射光[图2(甲)],如果把分散在180°范围内发射     

激光研究院加强学科融合

华中科技大学激光研究院加强学科融合.近日,激光研究院与同济医学院、协和医院等院系和单位共达成9个合作项目.这9个项目分别是激光医疗设备与临床应用、激光乳化白内障擦除仪的研制与临床应用、耳蜗基底膜振动特性及耳蜗听学机制、激光脱毛、ＫＴＰ激光经心内膜心肌打孔、经皮椎间盘突出激光治疗的研究、大型热连轧辊的激光表面强化工艺及成套设备、环境污染物激光防治技术及基础研究、激光法烟气高效干式脱硫技术等.据悉,这9个项目合作单位包括同济医学院、协和医院、材料学院、机械学院和动力系.合作项目涵盖了激光、生物医学、环境保护…     

激光场中电子-原子散射

激光场中电子-原子散射,是随着激光技术的发展于70年代兴起的原子碰撞研究的新领域.对该问题的研究有助于了解大气物理学、天体物理学、等离子体物理学、激光物理及化学等领域的许多现象(如等离子体的激光加热、太阳大气层的红外不透明性以及星体内部的一些物理变化过程等).