非线性光学产生VUV／XUV相干辐射的发展和研究

本文对近年来非线性光学效应产生VUV/XUV相干辐射的理论和实验进展进行了概括和总结,作者首先对该方面工作的理论和实验背景进行了回顾,然后重点阐述了各种产生VUV/XUV相干辐射的方法,如金属蒸汽中的双光子共振四波混频,惰性气体中的非共振和共振四波混频以及强激光场下的高次谐波过程等,最后本文简要地讨论了非线性光学效应产生VUV/XUV应用,并对本工作的发展前景进行了展望。     

空心阴极脉冲金属离子激光器

众所周知，离子激光器，尤其是金属蒸汽离子激光器，具有大量的辐射波长，光谱复盖自紫外到红外，既可脉冲工作也可连续工作，而且相当经济，这就决定了它们有各种各样的应用。这种激光器激活介质的激励方案之一是把惰性气体和金属蒸汽混合进行空心阴极负辉光放电。这种放电降低了激光器所要求的电源压电，并可用阴极溅射的经济办法把金属蒸汽引入到放电中。此外，如以前所确立的，在空心阴极激光器的等离子体中，由金属原子和缓冲气体离子的电荷交换以及缓冲气体亚稳原子和金属原子的彭宁电离所激起的工作跃迁，其激发效率高于正柱辉光放电。     

基于受激电子喇曼散射效应的红外可调谐激光系统的研究

发展红外区的连续可调谐激光器是当前激光技术及其应用的一个重要研究课题.近几年来发展了一种由金属原子蒸气中的受激电子喇曼散射效应产生可调谐相干红外辐射的方法.这种方法可将脉冲染料激光所输出的调谐的可见辐射直接转换为调谐相干红外辐射.图1为铯原子产生6S～7S喇曼跃迁的有关能级图.ω_L为泵浦光频率;7P为喇曼跃迁的近共振中间态.则斯托克斯辐射频率为:     

两个光纤激光器的相位锁定及高相干功率输出

研究了两个光纤激光器的相位锁定及其相干输出。将两个光纤激光器的输出耦合进一个自成像共振腔,然后利用一个空间滤波器进行模式选择。自成像共振腔由两个焦距为8 mm的准直透镜、一个焦距为500 mm的傅里叶透镜和一个耦合输出镜组成。滤波器由两根20μm的铂金线组成,并放置在耦合输出镜面上。实验中,观测到光束截面图样具有高对比度的干涉条纹。输出镜反射率在50%和30%情况下,分析了单个激光器和激光器阵列的斜率效率。在总抽运功率为60 W时,获得了18.3 W的高相干功率输出。稳定的相位锁定是由于激光器阵列具有能适应光程长度变化的自调节过程。实验表明,利用该方法完全可以进一步提高相干输出功率。     

染料激光器在物理学中的新应用(摘要)

近几年来,国外发展了一种由原子蒸汽中的受激电子喇曼散射(SERS)效应产生可调谐相干红外辐射的方法。利用这种方法,可将脉冲染料激光所输出的可调谐近紫外或可见辐射直接转换为可调谐红外辐射。我们研制了包括氮分子激光器、染料激光器、金属蒸汽热管炉及探测记录装置的可调谐红外激光系统。对于铯原子的受激电子喇曼散射,当染料激光频率在22133cm~(-1)～21612 cm~(-1)范围内调谐时,所产生的相干红外辐射的调谐范围为2.78μ～3.25μ。铯蒸汽温450℃,氩气气压10托。气压越高,调谐范围就越宽,但输出能量要降低。在温度较低时,红外输出峰值能量随温度的增加而迅速增加,当温度到达270℃以上时,就不再明显增加,呈现饱和状态,而温度超过500℃时,红外输出的峰值能量急剧下降。这是因为增益随原子浓度增高而变大,但到一定程度时,增益出现饱和,而原子浓度过高则会强烈吸收泵浦光,从而大大降低红外     

强激光辐射的变频器

这篇评述专讲用激光激发的强相干辐射源。仪器的种类繁多，包括用共振方法激发的激光器，或相干辐射源，非线性光学原理，是它们的基础，而激发具有非共振的特性。这种变频器急剧发展的原因是，它们可以有效地解决量子电子学的主要问题：扩大可能发生强激光辐射的光谱区域。提高激光辐射的功率、强度、单色性和方向性。     

双光子共振激发Rb原子高激发态的瞬态相干效应

本文采用微微秒同步泵浦可调谐染料激光器,研究了Rb原子高激发态15d的双光子共振激发和增强效应,获得了1.065微米→4200埃的频率上转换;给出自位相匹配与紫外相干辐射输出的关系。本文重点研究了高激发态的瞬态相干效应,得到了高激发态瞬态相干的失     

3.8至6微米高频重复脉冲可调谐差频振荡器

研制了周期脉冲（脉冲重复率为7.6千赫）相干红外辐射源，可调谐范围为3.8至6微米，线宽为0.6/厘米，平均功率为10~100微瓦。红外辐射是利用铜蒸汽激光器和由它泵浦的若丹明6G染料激光器的辐射在LiIO3晶体中混合产生差频来得到的。     

准分子激光器（续)

金属蒸汽-稀有气体准分子体系之所以如此引人入胜，和它的许多属性有关。除了它们具有作为高功率激光器合适的光学截面和能级寿命外，与许多电子跃迁激光器相比，还有一个重要的特点：当工作气压升高时，进入激发态的动力学通道随之增多，因此可用简单的提高温度的方法，增加激发粒子密度。这使那些工作在可见区的化学激光器，电荷转移激光器相形见绌。另外，金属蒸汽-稀有气体准分子的辐射谱处在可见和近紫外区域，这也是许多应用的理想波段。     

双光子共振激发的电离复合产生受激电子辐射

文中报道利用双光子共振激发锂原子到4s态,获得了多条受激电子辐射和相干辐射,同时观察到了高于4s能级的nd,ns态(n≥4)到2p态的跃迁,以及从连续态到3s态的辐射。     

周期结构和强相干辐射

强相干辐射的产生可以有不同类型的机制。即使是同一机制,产生的方式也多种多样。有意思的是,很多机制不同方式各异的强相干辐射的产生是直接或简接地借助于周期结构,例如分布反馈激光器、自由电子激光器、受激光散射、四波混频等等。分析强相干辐射的产生所凭借的这些周期结构的特点和作用,对于加深了解强相干辐射的产生过程和寻找新的强相干辐射源是有好处的。 强相干辐射的产生所凭借的周期结构,有人为     

光纤激光器的相位锁定及高相干功率输出

利用自成像共振腔和空间滤波器实现了两个不同长度光纤激光器的相位锁定.观察到稳定的干涉条纹.稳定的相位锁定是由于自成像腔具有适应单个光纤激光器光程变化的自调节能力.相位锁定激光器阵列输出的相干功率达到12.3 W,与此相一致的相干效率为88%.     

利用自由电子产生辐射——理论和实验的进展

以往的激光器是由束缚电子的能级跃迁而产生相干辐射的。近几年发展起来的自由电子激光器，由电子的动能直接转化为相干辐射，是产生相干辐射的新技术，新途径。具有高教率，可调谐及可能获得大功率相干辐射等一系列优点。本文综述近年来这一领域中实验和理论的进展。     

反应堆激光器：幻想还是现实？

正如核反应堆那样，激光也是二十世纪物理科学方面获得的影响最深的成就之一。目前俄罗斯和都在进行反应堆激光器的研究工作。这种装置是在将热能转换成电能的同时，还直接产生相干辐射。令人奇怪的是，到目前为止俄罗斯在这一领域还是领先的。     

由双光子共振激发钾蒸气产生红外受激辐射以及紫外和可见相干辐射

当双光子共振激发钾原子到7S能级时,测得了一系列位于红外区的受激辐射和串级受激辐射,它们与泵浦光的双光子共振四波混频过程,产生了对应于6P-4S和5P-4S的强相干辐射。而这两个相干辐射又具有泵浦光的作用,通过接联的四波混频过程产生位于紫外和可见区     

准分子激光器

本文介绍准分子激光器发展简史和国外动向。对稀有气体、稀有气体氧化物、金属蒸汽稀有气体、稀有气体单卤化物准分子激光器的一般原理、能级结构、辐射谱和动力学过程等作了分析。最后讨论了可能的应用和发展趋势。     

首次观察到铀原子共振三步光电离

中国科学院技术科学部于1985年12月28日对中科院上海光机所研究的铀原子共振三步光电离工作进行了技术鉴定。利用脉冲放电在铀的空心阴极中产生相当高的铀原子蒸汽密度,并用两台由 YAG 激光器泵浦的可调谐染料激光器进行三光子电离,同时利用原有的电极收集电离信号。采用这种方法,在我国首次观察到铀原子的共振三步光电离。得到了一批激发态的光谱线,其中许多     

能在室温下工作的铜激光器

一般的铜蒸汽激光器为了得到所需要的铜蒸汽,需要加热到1,400～1,500℃.最近,国外某研究中心研制能在室温下工作的铜激光器.据称这种激光器不用预热,制作简单,价格便宜,而且能使两种以上的金属蒸汽振荡,得到多波长的输出. 这个激光器采用两个电脉冲工作.激光管外部的     

利用激光边带注入法实现光脉冲的减速和存储

基于激光边带注入法在铷原子蒸气中实现了电磁诱导透明、光脉冲的减速和存储.为实现对铷原子的相干操控,将主激光器的输出锁定在铷87原子D1线F=1→F'=2的跃迁谱线上,经6.8 GHz电光调制器(EOM)调制后,负一阶频率边带与D1线F=2→F'=2跃迁频率共振.将负一阶频率边带注入锁定从激光器,主激光器和从激光器输出的两束激光和铷原子的两基态超精细能级达到双光子共振,实现相干操控铷原子.将主激光器和从激光器输出的两束激光作为探测光和耦合光输入到铷泡中,通过操控两光束的波形和开关观察到电磁诱导透明、光脉冲的减速和存储.     

1.55μm室温电抽运全晶格匹配Sb基垂直腔面发射激光器

圣巴巴拉加州大学小组发展了第一个室温运转、输出波长 1.55μm的电抽运、全晶格匹配、砷锑化物单块垂直腔激光器。在 In P基质上用 Ga As SbAl As Sb布拉格反射镜达到高反射率。还测得低到 7m A的阈值电流 ,相应的阈值电流密度为 1.4 k A/cm2 。无电流注入时 ,腔共振精确集中在 1.55μm。高温 ( 4 5°C)电流阈值为 1.55μA时 ,观测到辐射。结果表明垂直腔激光器在 1.55μm辐射可用单块外延结构达到 ,对短波长垂直腔激光器 ,镜堆积的合理层数与短波长 Ga As系统类似1.55μm室温电抽运全晶格匹配Sb基垂直腔面发射激光器…