用光脉冲控制化学反应

为获得最大的化学反应产额,法国和德国的一个研究组,已经通过计算得到所需的理想光脉冲形式。实验证明这种最佳的脉冲形式可使化学反应的产额提高60%。 长期以来,化学家和激光专家就梦想能简单地用一串激光脉冲照射分子来控制化学反应结果,但是直到现在,所有实验都是在原有框架下     

用碘激光器研究化学反应

英国索尔福德大学研究人员正利用碘激光器产生的近红外脉冲使吸收材料的温度在几微微秒内升高。他们用这一装置来加热处在化学平衡的小体积含水样品。水先吸收碘激光辐射，而以直径为16 mm的激光束加热适当大小的样品。激光脉冲过后，平衡改变，温度升高，此时对反应速率进行监测，一般都能测定反应的详细机理。虽然通过聚焦激光束或使用强吸收材料能使温度升高较大，但是在研究快速反应时只能得到1 ℃的温升。     

微微秒光脉冲的测量

由于以锁模为首的激光脉冲技术的进展，现在已能容易地得到从微微秒(10^-12秒) 到亚微微秒(10^-13秒)的宽度极短的光脉冲。这种超短光脉冲，对于以很高的时间分辨率阐明光和物质的相互作用是非常有用的，同时也被用于单模光纤的大容量光通信、高精度激光雷达以及激光核聚变的研究。对于涉及这许多方面的微微秒光脉冲的应用研究，欲要定量地估价所得的研究结果，微微秒领域的光脉冲的计测将成为不可缺少的基本技术。     

激光催化剂

加拿大的研究人员首次利用激光作为催化剂控制化学反应。 化学家通常使用激光操纵反应，但是总有一些光被靶分子吸收，对分子的化学性质产生永久、不利的影响。与此相反．这项称为动力斯塔克控制（DSC）的新技术中没有光吸收，光的作用类似于传统的化学催化剂。（Science 314 278）     

光电子揭示一瞬间到底有多快

在过去的十几年中，科学家已经观察到原子间化学键的断裂过程，采用的是世界上最快的光快门：飞秒量级的激光脉冲（1fs等于10-15s）。但是，相比于原子中电子的能级跃迁这种在1/5fs内就能完成的瞬间超快行为，键的断裂只是一个缓慢过程。为了跟踪这种快变过程，研究人员一直渴望能够产生和测量脉宽达几百阿秒的单个脉冲辐射（1fs等于1000as)。现在他们看到了希望。在Nature杂志上，来自奥地利维也纳技术大学、加拿大国家研究中心和德国比利斐尔德大学的研究人员报道了他们产生的单个宽度为650as的X光脉冲。利用这些类似闪光的超短脉冲，研…     

激光诱导化学反应的并行计算机模拟

激光与分子的相互作用是研究光化学反应的关键因素,是激光控制化学反应的一个重要课题.基于一种半经典分子动力学模型模拟超快飞秒激光脉冲诱导的光化学反应,该模型通过含时的派耳斯(Peierls)替代把激光脉冲辐射场的矢势与电子进行耦合,明确引入激光脉冲和分子的相互作用;基于该模型实现了激光诱导化学反应模拟程序,通过环丁烷及C60的光裂解反应的计算机模拟与实验结果进行对比,结果表明该模拟程序能够真实地重复实验结果,并能够得到许多实验上得不到的细节.为提高大分子光化学反应模拟的效率,对模拟算法进行并行设计并实现;在大型计算机系统中进行测试,该方法可高效模拟激光脉冲对光化学反应结果的影响,为激光控制化学反应的试验提供信息.     

啁啾反射镜将短脉冲推至极限

使用几十飞秒的激光脉冲,化学家可以研究化学反应过程中原子的运动,生物学家可以目睹天然过程(例如光合作用)的最初步骤。但是能够对更快的天然过程(例如电子运动)看上一眼的唯一途径就要使用短脉冲。短脉冲也具有较宽的光谱,这对于医学成像很重要,还可以将其峰值量集中,用于材料处理。     

脉冲红外激光感应的有机化学反应

本文的目的是对非激光化学家作关于强脉冲红外激光辐射对有机分子应用方面的简单介绍或评论。所讨论的课题表明：在许多情况下，脉冲红外辐射对于诱导或增强有机反应是个独特的方法，并且它不仅仅是类似于传统的加热过程。文中介绍了激光诱导有机反应的类型：特殊的激光分子选择性、激光控制化学平衡、在双功能反应物中诱导高能反应路径，敏化有机反应以及在固体中和在气-固界面上的反应。从红外激光光化学对于有机化学体系应用方面的文献比较少这点来看，显然它还处在幼年时期。     

超快激光照亮通向量子计算机之路

对于建造量子计算机的研究人员来说，速度十分重要。科学生成的量子数据比特仅持续十亿分之一秒（即纳秒）。该持续时间太短，不能做任何有意义的计算。但是加里福尼亚和宾夕法尼亚的一个研究组已找到解决这个时间难题的方法。在通向生产能在几秒钟内完成最先进超级计算机也要花很长时间才能完成的计算机方面，他们的工作完成了小的、但很重要的一步。物理学家D.Awschalom和他在圣巴巴拉加州大学及宾夕法尼亚大学的同事们报道了一个超快操纵处理量子数据的新方法。用三个一组的极短激光脉冲，设法将量子数据比特压缩为100fs。这样的速率，…     

用激光脉冲“冻结”分子内的能流

伊利诺斯大学的科学家可能已发现一种利用激光脉冲控制化学反应的方法。这个研究小组发展的技术称为静态相干控制,它是利用量子干涉来操纵多原子分子内的量子干涉。目标是通过“冻结”分子内能量的再分配而用激光脉冲控制化学反应率。过去,研究人员已研究了用超快激光脉冲...     

走向阿秒脉冲

你希望在哪个学科能看到当前最快的记录过程呢？结果将是令人惊讶的，因为那既不是电子学，也不是原子物理，而是光学。在过去的十年中，已经成功地产生了脉宽短于10fs的激光脉冲。飞秒脉冲激光已经为一些分子过程，如反应动力学，提供了前所未有的观察手段。到目前为止，对脉冲激光的绝大多数的研究都集中在波长为可见或红外的波段。在这个波长范围内，光波完成一次振荡的时间一般为3fs，因此目前一个宽度为5fs的激光脉冲包含的完整激光周期还不到两个。但是要想获得更短的激光脉冲将会有本质的困难，因为光是以振荡的电磁波传播的，它的脉…     

飞秒激光的应用

自1980年下半年起，超短脉冲的产生及其放大技术的研究取得了显著进展。脉宽已由飞秒(10^-15秒)达到阿秒(10^-18秒)；脉冲的峰值功率也由太瓦级(10^12W)向拍瓦级(10^15瓦)发展。利用台式最高级即太瓦级的高强度飞秒激光脉冲产生的超强电场能获得可控的飞秒激光。目前科研人员正进行飞秒激光极限特性的研究及其在工业领域中的应用研究。     

激光唱机结构与维修

激光唱机是复杂的，因为在激光唱盘上编码的音乐要在激光唱机内进行数字解码。这个编解码过程是复杂的，但是，在激光唱机内出现的许多故障对于诊断和维修是相对简单的。现在先谈谈激光唱机的结构。     

超快激光和电光技术迅速发展

超快激光和电光技术迅速发展超快源的发展受化学和物理学各种研究应用的推动。超快光脉冲大体可定义为持续时间在千万亿分之一秒（１０－１５Ｓ）到万亿分之一秒（１０－１２Ｓ）间的脉冲。科学家以超快光源探测反应光谱学和半导体动力学，监视光化学和燃烧过程，以及研究...     

阻抗匹配二极管列阵产生短脉冲

法国国家科研中心基本电子研究所，巴黎大学和汤姆森无线电公司的研究人员从亚纳秒电脉冲泵浦、增益开关二极管激光多层器件获得了脉冲短于400PS、能量为0．3PJ的输出。据研究人员称，这个结果相对于以前报导的直接电泵浦短脉冲二极管激光脉冲能量提高了3个数量级。目前，小型高能皮秒时间光源一般都为掺钛蓝宝石或C：：LI＊＊F器件之类二极管激光泵浦的固体激光器。然而，法国基本电子研究所的研究人员认为，包括遥测术、测距、印刷和光致辅助化学反应在内的几种应用都可从使用电泵浦二极管激光束产生高能短脉冲的发明中受益。该所实验…     

激光与含能材料互作用的化学反应过程

反应性光声谱技术(RPAS)是近年来发展起来的一门新技术,它用于研究激光与物质互作用和快速的凝聚相化学反应。利用这一技术研究了激光与含能材料互作用的过程。研究发现并证实了脉冲激光激发下凝聚相的化学反应由光激发化学反应、慢速化学反应和快速加速的化学反应等三个阶段构成,反应性光声谱呈现出明显的双峰。     

飞秒强激光场下的分子动力学研究

飞秒激光通常伴随着极短的脉冲宽度和极强的脉冲强度,前者使人类能够在飞秒的时间尺度内实时观察分子的动力学过程,揭示化学反应的本质．而后者则可以极大地改变分子的行为,使分子发生取向、电离、解离和库仑爆炸等。飞秒激光正由过去的测量工具向现在的控制工具转变,利用     

研究微微秒变象管相机用的超短激光脉冲

本文概述了研制微微秒变像管相机对超短激光脉冲的形状、持续时间、脉冲形状内的能量分布、光谱成份等的要求。指出:矩形激光脉冲是检验微微秒变像管相机空间分辨率和时间分辨率最满意的脉冲及理想的光源。 利用被动锁模,自孔径选模,适当选择脉冲氙灯放电的网络参数,使在一定的时间内产生线性增加的增益系数α,确定在非线性位相过程开始产生的净增益⊿α,控制激光脉冲通过染料的次数m,维持腔内总振荡光子数N在激光阈值以上的增益曲线内不变,控制反转粒子数,使光脉冲前后沿每次得到相同的抽数,从而脉冲前后沿有相同的增益。由这种运转的激光输     

超高速硅开关

能够产生微微秒光脉冲的锁模振荡器进展很快,现在已经得到了稳定性和重复性很好的微微秒脉冲(功率稳定度±3％)。随着微微秒激光器的发展,现在正在研制能产生与这种光脉冲同步的各种超高速电脉冲开关元件。以前常用激光触发火花隙做开关元件。最近则研制并应用了触发管、雪崩晶体管和介质开关等。激光触发火花隙和触发管     

含碘聚合物的激光固化反应及其应用

高能量的紫外脉冲激光能从单光子或双光子过程使化合物分子活化或解离,产生活泼的原子团,从而引发一系列超快速的化学反应。研究这些快速化学反应的机理及其可能的应用,是近年来激光化学的新课题。