飞秒激光脉冲二阶干涉自相关法测量及其精细结构研究

本文用二阶相干自相关法测量飞秒激光脉冲宽度，测量过程完全由计算机控制和完成，测量精度达０．３飞秒。并分析了测量曲线的精细结构，发现其精细结构主要是由基频光相干场的振动频率所决定。     

飞秒相干态相位光谱的原理,技术与应用

凝聚态物质体系中飞秒量级相干态相位特性的研究，无疑是光学瞬态相于过程和相干控制的研究的重要发展方向．最近，由于稳定的飞秒固体激光器的发展，使人们能够在飞秒和亚飞秒尺度研究相干态的相位动力学特性．非线性四波混频（FMM）是用飞秒脉冲研究超快弛豫和相干退相过程最常用的方法，Big。t等人用该法研究了GaAs量子阱中激子相干辐射的超快相位动力学，所测量的FMM信号表明存在非线性的相移．最近，我们用飞秒脉冲对激发半导体GaAs样品，研究了液氦温度下GaAs带边激发的相干瞬态过程，得到了自由感应衰减信号和时间分辨的相位光…     

基于SPIDER法测量飞秒脉冲的数值计算与模拟

为了测量飞秒脉冲的振幅和相位,采用光谱相位相干电场重构法(SPIDER)的光谱图数值分析公式,对高斯强度分布的线性啁啾脉冲、立方相位啁啾脉冲进行数值计算与数值模拟,并重构出飞秒脉冲的光谱相位,其模拟的结果与理论符合较好,光谱相位相干电场重构法能完全测量飞秒脉冲的振幅和相位.     

发光二极管的时间与空间相干性研究

由相干度理论和准单色光理论出发研究了发光二极管(LED)的时间相干与空间相干特性，并采用时间分辨为亚飞秒的迈克尔逊干涉仪对LED的相干度进行了测量记录。由记录所得的干涉图计算得到LED的发射光谱、相干时间及时间相干度；并通过比较其可见度和时间相干度推算出其空间相干度；最后提出由空间相干度计算LED发光面积的方法和使用LED光源测量材料中超快弛豫过程的可能性。分析了实验中的误差并提出修正方法，为采用LED作为稳态与时间分辨光谱光源提供了必要的理论与实验依据。     

基于激光和表面加工的增减材复合制造

将选择性激光熔化和飞秒激光减材技术相结合已被认为是实现复杂和精细结构近净成形的有效工艺。在SLM工艺中，由于熔池的运动和熔道的重叠，SLM成形件的表面具有一定的周期性结构，这对后续飞秒激光减材影响很大。研究首先测量SLM制备Ti-6Al-4V工件的表面结构，设计飞秒激光减材试验。通过试验和二维数值模型，研究了飞秒激光减材加工过程中表面形貌的演变，预测表面粗糙度值。仿真结果与试验结果非常接近，误差仅为7.63%。此外，该模型还用于研究正负离焦位置的表面移动速度和加工深度：负离焦位置的表面移动速度和加工深度均大于正离焦位置。该关系揭示了飞秒激光减材过程中表面粗糙度降低的机理。     

极低时间抖动的飞秒激光技术（特邀）

飞秒激光器的时间抖动（或定时抖动）是指其输出脉冲的时域位置相对于理想周期信号的短期随机偏差。在毫秒量级的时间尺度上，飞秒激光器的脉冲序列具有严格的一致性，其定时抖动甚至低至阿秒量级。飞秒激光器的这种独特性质及其支持的前沿应用构成了“阿秒时间精度的超快光子学”这一全新的超快研究分支。文中回顾了近年来飞秒激光器定时抖动研究进展、高时间分辨率的定时抖动测量技术、以及不同类型的飞秒激光源能够达到的最低抖动水平。最后介绍了低抖动飞秒激光器在大科学装置同步、高速模数转换、绝对测距、相干脉冲合成等领域的应用。     

飞秒激光光谱位相干涉仪的数值模拟与分析

对用光谱位相相干直接电场重建法 (SPIDER)测量飞秒光脉冲啁啾特性的光谱位相干涉仪进行了数值模拟 ;对假设具有不同类型啁啾的飞秒脉冲进行光谱位相重构 ,还原出时域脉冲强度包络和位相 ,并与实验结果进行了比较     

固体激元的相干瞬态过程与相干控制-飞秒相位光谱技术与应用

相干态是自然界的一个普遍现象,现代物理前沿与相于现象直接相关．相于控制研究在化学、物理等学科,特别是高速光电子领域引起了人们的广泛重视,飞秒相干态的相位因子因而成为其中重要参数．本文建立了与之相关的飞秒相干态光谱学的理论和实验研究方法,将之应用到实际体系中,在此基础上开展了相干控制上转换荧光的研究工作．首先,我们推导了脉冲对作用下二能级体系的光学ＢＩ。南方程,证明通过测量用超短脉冲对诱导的体系激发态布居随脉冲对相对延迟时间的函数关系,可以得到相干态瞬态演化过程的信息．在此基础上,我们建立了双通道…     

SPIDER光谱相位干涉议的实现及相关理论分析

建立了光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)测量飞秒脉冲相位的实验装置,并对一台啁啾镜色散补偿的掺钛蓝宝石飞秒激光器输出脉冲的光谱相位进行了实际测量.基于SPIDER装置中BBO晶体的光谱滤波效应的理论模型,计算了不同厚度BBO晶体的和频效率带宽,确定了对应不同待测脉冲宽度,BBO晶体应选择的厚度范围.     

我国首例飞秒时间分辨近场光学系统

近年来，随着飞秒脉冲激光技术的发展．飞秒时间分辨光谱技术在纳米材料的载流子弛豫动力学、化学反应动力学、光合作用超快过程等研究领域得到了广泛应用。其中很多研究对象的超快动力学性质具有高度空间依赖性，如纳米材料、量子线、量子点以及光合系统捕光色素复合物等。由于普通的远场飞秒光谱技术受到衍射极限的限制．无法对纳米结构的非均一性所造成的精细结构加以分析．     

飞秒脉冲和飞秒级超快过程的自动化相关测量

本文介绍一种飞秒(fs)激光脉冲和皮秒(ps)级至飞秒级超快过程的自动化相关测量技术和装置,并讨论与此有关的若干问题,其中包括因群速度色散引起的脉冲增宽和畸变、啁啾脉冲、相干耦合假像等。该装置应用时间分辨非线性光学相关测量原理和信号差分技术、锁相技术和积分平均技术,可测量物质的瞬态饱和吸收、瞬态荧光、瞬态反射和衍射光谱等,适用于研究凝聚态物质,特别是固态(半导体、金属非线性晶体)的超快速动力学过程,亦可以通过非线性效应,测定晶体材料的某些非线性光学参数。 该装置全部采用国产元器件研制而成。测量的时间分弁为0.7飞秒,重复性误差小于0.5飞秒。从     

甲醇溶液相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)的选择激发

利用飞秒自适应脉冲整形相干控制技术成功实现了甲醇溶液中甲基对称(vS(CH3)2832cm-1)和反对称(VAS(CH3)2948cm-1)振动能级相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)的选择激发.为了进一步探究双光束飞秒CARS光谱实现选择激发的机制,采用二次谐波频率分辨光学开关(SHG-FROG)测量方法对整形前后的泵浦激光脉冲进行了探测. SHG-FROG痕迹结果显示裁剪泵浦光中的有效频段可实现飞秒CARS的选择激发.研究表明飞秒自适应脉冲整形相干控制技术对于复杂分子系统飞秒CARS的选择激发研究具有非常重要的科学意义.     

采用飞秒装置的高功率宽带太赫兹源

真空电子器件产生的THz辐射通常是基于环形或直线型的加速器装置。飞秒级的电子束团通过周期性的磁铁可产生高功率、宽带可调谐的相干太赫兹辐射。这种高功率的太赫兹源为太赫兹技术的应用研究提供了新的手段。介绍了一种基于飞秒直线加速器装置产生的相干太赫兹波荡器辐射源,它主要由S波段热阴极微波电子枪,磁铁和SLAC型加速管组成,该装置能够提供具有20~30 MeV能量、束团长度为100~300 fs的电子束团。波荡器采用的是Apple?鄄II型波荡器,通过调节波荡器两平行磁块的位置可以产生具有不同极化特性的太赫兹辐射。为了测量波荡器产生的相干THz辐射谱,采用改进型的迈克尔逊干涉仪来进行测量,给出了实验装置的介绍以及实验结果。     

基于二阶量子相干的定位与时钟同步方法

纠缠态的光量子对经过两个不同的路径到达一个HOM干涉仪,进行二阶量子相干,可以对两条路径传的信号到达时间差进行飞秒级的精确测量。在这个原理上构建量子定位系统,在4个通道上同时进行二阶量子相干测量,可以精确确定用户在一个坐标系中的空间和时间4维坐标。本文介绍了基于纠缠量子对二阶量子相干的定位和时钟同步的基本原理以及星基量子定位系统的初步方案。     

飞秒激光啁啾的直观可行检测方法

基于飞秒脉冲相关干涉项含有脉冲的相位和频率信息,测量自相关二次谐波干涉条纹可见的振荡频率为?棕?子及2?棕?子两个谱分量的大小和形状,以及二次干涉自相关函数包络面积的大小和形状,可以得到飞秒激光脉冲啁啾大小的信息。另外,通过对二次干涉自相关(IAC)迹线求一阶导数得到的干涉自相关导数光谱(D?鄄MOSAIC)的峰谷与啁啾正负对应关系,找到了判定啁啾正负的方向因子即正弦函数因子,据此能够判断飞秒激光脉冲啁啾的正负。因此,采用能够满足光学相干探测基本条件的测量系统,利用二阶干涉自相关法可以用来检测飞秒脉冲激光的啁啾特性。     

用光谱位相相干电场重构法还原飞秒脉冲相位

基于光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)测量飞秒激光脉冲的基本原理和重构相位的反演算法,数值模拟了SPIDER技术重构飞秒脉冲相位的过程,分析了非线性晶体、时间延迟τ、光谱剪切量Ω的选取原则。以高斯型线性啁啾脉冲为例,还原出了脉冲的位相,得到不同的待测脉冲重构出的最佳位相曲线具有不同的最佳延迟时间和光谱剪切量。     

飞秒激光及超快光谱技术

近年来随着钛蓝宝石光克尔锁模新技术的发展，桌面飞秒超强、超快钛蓝宝石激光光源已经商品化，为实验室研究工作提供了崭新的设备．本报告将首先介绍钛蓝宝石飞秒激光工作原理及飞秒激光啁啾放大过程．随后，将结合近年来利用北京大学已配备的两台钛蓝宝石飞秒激光光源（Mira900F，美国相干公司和Tsunami＋TSA10，美国光谱物理公司）所进行的研究工作介绍有关飞秒光谱内容．包括飞秒荧光上转换实验、飞秒光克尔实验以及飞秒超强光泵浦-探测实验等．阐述利用这些实验装置所进行的蛋白分子等生命超快过程的研究、化学动力学过程的研究、新…     

飞秒化学研究进展

飞秒超快激光技术为物理、化学、生物学和材料等领域提供了一种新颖的工具,使研究人员可以研究其中发生的趟快过程,对当今的高科技和相应产业,如超怏光通信、新型有机无机材料、分子牛物学、基因工程等的研究和发展也具有重要意义.介绍了飞秒化学的最新进展,包括优化整形脉冲对化学反应的控制、飞秒位相相干二维光谱、晶格振动波的时空相干控制等.     

紫外飞秒激光的脉宽测量方法

相对于近红外波段的飞秒激光脉冲，紫外波段的飞秒脉冲由于具有单光子能量高、聚焦特性好、电离率高和成丝阈值低等优点，在高功率密度光场的产生、等离子体光物理等领域有着越来越广阔的应用前景，成为激光技术的研究热点。随着紫外飞秒激光技术的发展，传统的脉宽测量方法不能满足需求。指出了紫外飞秒激光脉宽测量研究的主要进展，讨论了目前可用于紫外飞秒激光脉宽的测量方法，主要有双光子荧光测量法、互相关法、简并四波混频法、多光子电离法，介绍了相关测量原理与特点。在此基础上，对紫外飞秒激光脉宽测量技术研究前景进行了展望。     

基于全固光子带隙光纤中自频移孤子的相干合成产生少周期飞秒激光脉冲

报道了一种基于同一台光纤飞秒激光器的双路飞秒激光相干合成技术,获得脉宽只有4个光学周期(14 fs)的少周期飞秒脉冲。通过数值模拟证明了基于自频移孤子的相干合成为拓宽光谱、窄化脉冲提供了一个很好的方法,是获得少周期飞秒脉冲的可行方案。实验中,一台掺镱光纤飞秒放大系统输出脉宽为62 fs,中心波长为1040 nm的近变换极限脉冲,该脉冲分束后,一束作为基态孤子,另一束耦合到全固光子带隙光纤中产生自频移孤子,通过调整入射脉冲功率等参数获得了中心波长为1150 nm,脉宽为55 fs的近变换极限自频移孤子。将基态孤子与该自频移孤子相干合成,得到了脉宽仅4个光学周期(14 fs)的激光脉冲。