强激光三次谐波转换效率与相位扰动的关系

研究了以Ⅰ／Ⅱ类角度失谐设置方式下，高强度激光在KDP晶体中的谐波转换问题。采用了包括三阶非线性、离散及衍射等效应的谐波转换计算模型，详细讨论了在三阶非线性、离散和衍射等效应的情况下，相位扰动与三次谐波转换(THG)效率的关系，绘出了相应的关系曲线。结果表明，相位扰动会使三次谐波转换效率降低，谐波转换效率越高三倍频的调制越小，提高二三次谐波转换效率可以抑制相位扰动对其产生的不利影响。     

有机光纤的非线性特性研究

本文建立了有机晶体芯层光纤和有机包层光纤的分析模型,并对这两种模型进行了模式分析,导出了各类模型的色散方程,然后应用耦合模理论对这两种模型中的非线性互作用进行了讨论,得出了二次谐波转换效率公式.在此基础上,数值计算了二次谐波转换效率和影响它的因素之间的关系,结果指出有机光纤可以利用它们的模式色散特性实现相位匹配,从而产生较强的二次谐波.     

超强激光驱动薄膜靶谐波辐射的模拟研究

为了研究超强激光与薄膜靶相互作用在入射光反射方向引起的高次谐波辐射,基于在入射激光的透射方向,相干同步辐射机制会导致高次谐波的产生,采用粒子模拟方法研究了超强激光驱动固体密度薄膜靶（即高密度薄膜靶）高次谐波辐射在入射激光透射和反射方向的空间分布。结果表明,当靶厚小于激光趋肤深度、靶等离子体密度远大于临界密度（800N_c）时,在透射方向,相干同步辐射机制会导致高次谐波辐射,同时在反射方向,存在相对论镜面振荡机制驱动的谐波场辐射,证明了在超强激光-薄膜靶相互作用过程中两种谐波会产生共存机制;讨论了在两种产生机制下,靶厚度对谐波辐射阶次的影响,发现靶厚度超过200nm,透射方向谐波阶次达到65阶以上。该研究对深入理解超强激光-薄膜靶驱动高次谐波的产生及阿秒X射线光源的未来发展具有一定的理论意义。     

CO2激光与靶的相互作用中谐波的产生

最近几年来，激光与固体靶相互作用中二次谐波的产生已成为在理论和实验上都很重要的课题。对相互作用中的欠密日冕区中分谐波的产生也进行了研究，并用作诊断手段。     

简明消息

＇97激光与光电子产品展示会日本激光展品简介在＇97激光与光电子产品展示会上．半导体激光泵浦固体激光器的展示引入注目。半导体激光泵浦的激光晶体是YVO4、YLF、YAG、LiSAF等．·全固体蓝光二次谐波发生激光器日本金属公司展出了利用接Cr的LiSAF晶体的内腔型全固体蓝光二次谐波发生激光器．该晶体的转换效率比掺钛蓝宝石高．吸收波段也宽．基波波长是860nm．该激光器利用LiB3O5晶体的二次谐波发生，输出波长430nm的光。·半导体激光泵浦的Nd：YVO4激光器英德考（）公司展出了输出Nd：YVO4三倍频（紫外波长355nm）的Q开关半导…     

利用晶体串接实现宽带三次谐波转换

从耦合波方程出发,分别在小信号、高功率密度(1.5 GW/cm2)条件下研究了晶体串接三次谐波(THG)转换方案,并利用实验验证了该方案。实验观察到这种方案可以有效提高宽带激光三次谐波转换效率,但混频晶体之间的距离对宽带三次谐波转换效率影响明显。在1.5 GW/cm2平均功率密度下,实验中最佳距离25 mm处,对带宽3.5 nm的啁啾脉冲取得了19.75%的三倍频效率,这对于高功率激光宽带三次谐波转换的解决很有意义。     

CsLiB6O10晶体用于平顶高斯光束和高斯光束二次谐波转换效率的特性比较

本文讨论了CsLiB6O10晶体用于平顶高斯光束和高斯光束二次谐波转换效率的机理，对影响平顶高斯光束的二次谐波转换效率的泵浦光强度、偏振分量比、晶体长度和平顶高斯光束的阶数进行了分析和数值模拟，获得了在Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配下，通过CsLiB6O10晶体时平顶高斯光束的二次谐波转换效率理论值逼近于1和78．5％。得出在相同条件下，平顶高斯光束的二次谐波转换效率大于高斯型69．1％的结果。     

衬比度10^12亚皮秒钕激光在金属靶上产生的二次和三次谐波振荡

脉宽０．８ｐｓ,衬比度１０＾１２的具有受激拉曼主控振荡器的钕激光器用于强度１０＾１５－１０＾１６Ｗ／ｃｍ＾２的辐射酌情金属靶作用时产谐波的研究。确定了在激光脉冲为ｐ偏振时,二次和三次谐波在电子于等离子体－真空界面非谐运动时产生的。二次和三次谐波的能量转换效率与激光辐射强度Ｉ的依赖关系较弱,分别为－１．５．１０＾－５和－０．８．１０＾－５。     

光子晶体中二阶非线性过程产生三次谐波的研究

运用非线性耦合波理论,分析了在非线性光子晶体中,通过二阶过程产生三次谐波的准相位匹配条件。数值模拟结果表明,在入射光中引入倍频光信号,能够极大地改变三次谐波的转换效率。当入射光中倍频光与基频光强度比以及两者复振幅的初相角满足一定的条件时,可在宽的入射光强范围内获得很高的三次谐波转换效率。     

液体靶激光等离子体产生X射线

以液体为靶．对激光等离子体产生X射线做了详尽的论述。以液体为靶的激光等离子体产生X射线大大减少了碎片的产生，同时也具有与固体靶几乎相同的转换效率，是一种很有潜力的产生X射线的方法。     

激光烧蚀过程中冲量耦合系数的研究

首先分析了激光烧蚀过程中,对冲量耦合系数大小有影响的因素,然后利用简化的物理模型,对激光聚焦后直接烧蚀固体靶的情况进行了理论分析,并应用数值计算重点讨论了激光能量在靶物质中的不同分布对冲量耦合系数的影响。结果说明:能量的分布不是影响冲量耦合系数的主要方面,而靶物质材料和靶结构对冲量耦合系数会有较大影响。     

Enhancement of high-order harmonic generation efficiency fromsolid-surface plasma by controlling the electron density gradient ofpicosecond laser-produced plasmas

We have investigated the efficiency of generating the fifth-order harmonic from plasma at the surface of a solid by varying the electron density gradient of the picosecond laser-produced plasmas. In order to modify the plasma scale length, we carried out experiments in which a 2.2 ps prepulse irradiates the solid target 0-20 ps prior to the arrival of the main Nd:glass laser pulse with the same pulse duration. The chirped pulse amplification Nd:glass laser system delivered pulses up to 100 mJ energy at 1054 nm wavelength. Although third-harmonic radiation can also be observed when a single beam is used, a ~5 ps time delay results in an increase in the harmonic signal by a factor of 2-3, which then decreases after 10 ps. We also have carried out more detailed model-calculations using the simulations. As a result, it is found that it is possible to generate high harmonics efficiency by controlling the density gradient using two laser pulses     

高应变率加载条件下固体材料动态断裂的理论研究

本文利用一维理想弹塑性流体力学模型,通过数值方法,研究了高功率脉冲强激光辐照固休靶材时,表面烧蚀压在固体靶材中产生的激波的形成、稳定和衰减过程。并分别利用累计判断和动态断裂准则,计算了铝靶中产生的层裂损伤。所得结果与国外有关数值模拟及实测结果较为一致。     

强激光加载真空中铝靶冲量耦合的数值模拟

为了获得强激光加载真空中铝靶的冲量耦合系数,利用激光体烧蚀模型,采用流体力学理论和1维Lagrange有限差分的计算方法,对真空条件下不同激光参量时气化物质对靶产生冲量的过程进行了数值模拟,模拟计算结果与实验测量结果、Phipps定标关系符合得较好。结果表明,在等离子体条件下,冲量耦合系数随着激光功率密度的增大而减小。     

High-intensity laser-driven particle and electromagnetic wave sources for science, industry, and medicine

We simultaneously observed both the fast proton generation and terahertz (THz) radiation in the laser pulse interaction with a thin-foil target.The maximum proton energy of ～2.3 MeV and an intense THz radiation were observed at the pulse duration of ～30fs.We also measured the proton beam and UV harmonics from a thin-foil target by changing the laser pulse duration.In the case of the ～500 fs, peaks of UV harmonics up to fourth order appeared.This unique combination of the multiple beams will provide useful applications such as pump-probe experiments.     

大气中激光烧蚀铝靶冲量耦合系数实验研究

研究了激光与铝靶相互作用过程中,大气中激光功率密度与铝靶获得的冲量耦合系数的关系,通过改变激光聚焦在靶面上的光斑大小,得到冲量耦合系数与激光功率密度的关系。实验结果表明,当入射激光功率密度为3.47×106W/cm2时,铝靶获得的冲量耦合系数最高。该入射激光功率密度最佳值与理论计算值6.14×106W/cm2符合得较好。用激光支持爆轰波(LSDW)与固体靶相互作用的二维模型理论计算得到的冲量耦合系数与实验结果比较,二者趋势相同,定量比较有较大差别,原因是所用激光光斑面积偏大,不能按照该理论的点爆炸模型来计算。     

对地观测星载激光测高系统高程误差分析

星载激光测高系统通过接收卫星平台激光器发出的激光脉冲经地表反射的微弱回波,计算卫星与地表的距离;结合卫星轨道和姿态数据,生成激光脚点精确地理位置和高程结果.其高程误差主要受器件、环境和目标参数影响,目前还没有完整描述对地观测星载激光测高系统平面和高程误差的数学模型.简化并完善了针对固体地表的激光测距误差模型,建立了完整的激光脚点平面和高程误差模型.利用高程精度和空间分辨率更高的机载Lidar数据评估了星载激光测高系统GLAS实测数据的高程偏差,评估结果符合所建误差模型.在较平坦的冰盖表面,GLAS系统高程精度可以达到设计值约15 cm.研究内容对测高系统高程误差评估和系统参数设计具有参考意义.     

初始粒子数布居对高次谐波的影响

通过数值求解一维短程势含时薛定谔方程,研究了初始粒子数布居对谐波辐射的影响.结果表明,当中等强度的激光(10~(14)W/cm~2)作用于具有较高电离能的原子或离子时.如果初始粒子数全部位于基态,这时的原子或离子不发生电离,只能得到低次谐波.如果部分粒子位于基态而部分粒子位于激发态.这时高次谐波增强,低次谐波受到抑制,原子发生部分电离,当初始粒子数全部位于激发态时,谐波转换效率降低,谐波次数减少,原子全部电离,这说明部分电离有利于谐波辐射,在一定程度上证明了半经典两步模型的假设.     

激光加工中传热相变问题的焓解法

基于焓方法发展的二维轴对称数学模型 ,考虑了激光束能量的时间和空间分布以及材料的变热物性影响 ,模拟了激光加工中材料的传热和相变过程 ,并分别计算了高斯光束及平面圆形光束作用于纯铁时材料内部的气液及固液界面随时间的发展及非稳态温度场演化