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.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

增强二元混合物中少量化合物的受激拉曼散射光谱

在二元混合物构成的悬垂液滴中，用罗丹明640染料的激光增益，增强了少量化合物的受激拉曼散射光谱，并分别将甲醇-乙醇、乙醇-水混合液中的少量化合物的受激拉曼光谱可探测极限降低了近一个数量级．     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

生物分子β—carotene的放大自发辐射与荧光对CS2受激拉曼散射的影响

利用β-carotene的双荧光行为和三阶非线性光学系数较大的性质,将其溶于CS2液体稀释成浓度不同（3．72×10^-5～3．72×10^-12mol／L）的溶液作为液芯光纤的芯液体进行受激拉曼散射研究．试验表明,当溶液浓度大于3．72×10^-7mol／L时,β-carotene的放大自发辐射对Stokes阈值和强度的变化起主要作用;当浓度小于3．72×10^-7mol／L时,β-carotene的放大自发辐射消失而荧光起主要作用：很小能量激光激发就能获得多级高阶Stokes光,各阶Stokes闽值随浓度升高而降低．该研究对实现宽带受激辐射激光器、种子激光等有光明应用前景．     

生物分子β-carotene的放大自发辐射与荧光对CS_2受激拉曼散射的影响

利用β-carotene的双荧光行为和三阶非线性光学系数较大的性质,将其溶于CS2液体稀释成浓度不同(3.72×10-5~3.72×10-12mol/L)的溶液作为液芯光纤的芯液体进行受激拉曼散射研究.试验表明,当溶液浓度大于3.72×10-7mol/L时,β-carotene的放大自发辐射对Stokes阈值和强度的变化起主要作用;当浓度小于3.72×10-7mol/L时,β-carotene的放大自发辐射消失而荧光起主要作用:很小能量激光激发就能获得多级高阶Stokes光,各阶Stokes阈值随浓度升高而降低.该研究对实现宽带受激辐射激光器、种子激光等有光明应用前景.     

受激喇曼——斯托克斯散射的增强因子

本文在略述有关受激喇曼散射的发展历史和基本理论以后,从喇曼散射量子理论的跃迁速率方程出发,引进了二个函数形式比例系数的参量。结果,可以对喇曼——斯托克斯散射的情况进行更一般的分析和讨论,并使其在受激散射效应中得到增强的补充处理。     

用拉曼散射方法测量激光强度的径向分布

介绍一种测量激光强度径向分布的新方法。采用这种方法，可以方便地对现场应用中激光强度的径向分布作快速监测。并得到了ＴＥＭ００及ＴＥＭ０１激光横模的测量结果，分析和讨论了这种新方法的特点。     

光纤拉曼放大器中拉曼阈值的理论分析

为探讨光纤拉曼放大器中的阈值条件，基于抽运光和信号光耦合方程组，推导了考虑抽运光能量转移给信号光能量时的阈值功率公式，并对满足阈值条件时光纤的最大损耗和最短长度进行了计算．将所得结果与文献中已有的阈值功率公式和近期实验结果作了比较，发现文中推导的阈值功率公式比原有的公式更严密，与实验结果更吻合．文中最后得出了设计光纤拉曼放大器时的最优抽运功率和光纤长度．     

选用混合介质的双池受激Brillouin散射系统

提出了双池受激Brillouin散射系统中选用混合介质, 进而提高系统性能的方案. 混合介质的Brillouin频移随混合比不断变化, 通过混合介质可消除不同介质Brillouin频移的偏离. 在双池受激Brillouin散射系统的振荡池中选用了光学击穿阈值高的丙酮(C₃H₆O), 放大池中选用了吸收系数小, 并且Brillouin频移与C₃H₆O的Brillouin频移相同的四氯化碳(CCl₄)和四氯乙烯(C₂Cl₄)的混合介质(CCl₄的体积分数为4%), 并利用Nd:YAG调Q激光器研究了该系统的性能. 实验结果表明, 与选用相同介质(C₂Cl₄)和选用不同介质(C₂Cl₄和C₃H₆O)的双池受激Brillouin散射系统相比, 选用混合介质(CCl₄/C₂Cl₄)的双池受激Brillouin散射系统的负载能力、相位共轭保真度和能量转换效率及其稳定度等均有明显地提高