紫外超短脉冲激光的放大

近年来,随着CPA（脉冲啁啾放大）等技术的发展,激光功率有了很大提高,超短脉冲激光器及超短脉冲激光与物质相互作用的研究已发展成为当今世界最热门最前沿的领域。日前,基于CPA技术的超短脉冲激光系统已经达到PW（1015）量级。紫外超短脉冲激光在强场物理及惯性约束核聚变快速点火等研究中具有无可比拟的优势,在小型超快中子源、激光化学、激光生物学等众多领域有着广泛应用。 准分子激光器在放大超短脉冲方面具有独特的优势。基于它的气体性质和饱和能量低、超短脉冲放大过程中的非线性效应小,可不采用CPA路线而直接将超短脉冲激光放大到1019W/cm2,甚至更高。它还可以提供一个信噪比高达1010的干净脉冲,这对于激光靶物理实验非     

高功率紫外超短脉冲激光

建立了国内第一台桌面高功率紫外超短脉冲激光系统。采用放电泵浦KrF准分子激光器、离轴放大技术 ,将能量 1mJ的 2 48nm紫外超短脉冲激光放大到 5 0mJ,利用棱镜对进行群速度色散补偿 ,将激光脉冲宽度由 42 0fs压缩到 2 2 0fs,用焦距为 40cm的透镜将放大后的超短脉冲激光聚焦到焦斑 5 μm ,功率密度达到 1 0 17W/cm2 。     

超短脉冲在电子束泵浦KrF激光器中多级放大研究

将紫外超短激光脉冲经过放电泵浦KrF激光放大器LLG50、“天光一号”电子束泵浦KrF激光预放大器和主放大器进行了3级放大,最终将1 mJ的超短脉冲激光放大到了8 J。建立了超短激光和ASE互相竞争放大的动态模型,分析了ASE对多级放大的影响,并提出了抑制ASE、提高放大效率的方法。 1     

紫外超短激光驱动铜薄膜靶产生质子的实验研究

在中国原子能科学研究院的放电泵浦的紫外KrF超短脉冲激光放大装置上,开展了紫外超短脉冲激光与铜薄膜靶相互作用加速产生质子束的实验研究。紫外超短脉冲激光输出能量为30 mJ、波长为248 nm、脉冲宽度为500 fs,采用离轴抛物面镜聚焦获得激光聚焦功率密度为1.2×10¹⁷ W/cm²。激光以45°入射5 μm厚的铜薄膜靶,质子最大能量超过300 keV。紫外超短脉冲激光的高对比度和高吸收效率是紫外激光加速的优点。     

Anti-control and Control of Chaos for a Semiconductor Laser With External Optical Feedback

利用KrF气体激光器来放大紫外超短脉冲激光有很多优势，但也存在需解决的问题。KrF激光器的工作介质是非储能介质，用于放大超短脉冲激光则绝大部分上能态的储能没有被利用。要充分利用上能态的能量就必须采用多脉冲放大技术。本工作对紫外超短脉冲激光多脉冲放大过程进行研究。     

高强度紫外激光驱动的质子加速

正超强脉冲激光驱动等离子体加速产生强流脉冲质子束,在高能量密度物理和惯性约束聚变等领域有着重要的研究意义。本文研究了超短脉冲激光加速质子的物理过程,研究了激光强度、激光波长、激光对比度、薄膜靶厚度等对超短脉冲激光驱动薄膜靶加速质子束的影响。研究了紫外超短脉冲激光在质子加速过程中的优势,高对比度的紫外激光有效抑制等离子体对质子加速的影响,波长短,具有高临界密度和更好的激光吸收效率,可产生具有超高密度梯度的高密度等离子体,有利于提高超热电子密度,提高质子加速的束流强度和能量转换效率。P极化激光以45°入射角入     

超短脉冲光谱整形研究

高功率超短脉冲激光系统有着广泛的应用。本工作研究超短脉冲在啁啾放大过程光谱演化过程，建立了光谱演化的模型，并分析了影响光谱特性的各个因素。通过这个模型对目前本实验室的超短激光系统进行了验证和分析，发现模型和实际结果相符较好，并发现系统并不在最佳工作点，系统输出能量、信噪比对输出光谱的要求不能同时满足。     

LD泵浦的Nd:YLF激光放大技术

从理论模拟和实验两方面对环形 LD 泵浦的 Nd:YLF 激光放大系统进行了研究。激光放大系统采用离轴双程放大结构。实验结果表明:系统在注入能量为 150 μJ,放大输出为 109 mJ 时,系统净增益为 1115;采用环形 LD 紧密泵浦的 Nd:YLF 激光放大器,有效地提高了二极管的转换效率,在 1053 nm 处,获得了 1.01 J 的振荡输出。     

微通道板在超热电子磁谱仪上的应用

超短脉冲激光与固体靶相互作用产生超热电子,由于激光能量较低(10 mJ),所以产生的超热电     

高增益自由电子激光光阴极注入器驱动激光系统设计考虑

高增益自由电子激光对电子束团提出了高品质要求 ,只有光阴极微波电子枪能够达到这一目标。光阴极微波电子枪的驱动激光器是这一系统的关键之一。北京大学重离子物理研究所设计的驱动激光系统的指标是提供 2 6 0nm、6～ 8ps宽、5 0 0 μJ的激光脉冲。系统主要由半导体泵浦的钛蓝宝石振荡器、Nd∶YAG调Q泵浦源、再生式放大器、倍频器等组成。系统中采用了腔长调整锁模技术以及相位稳定反馈装置 ,目的是使激光脉冲的时间抖动小于 1 0 ps。     

三腔放电泵浦准分子激光器的CHEL3300的研制和验收

“天光一号”准分子激光系统是我国最大型的准分子激光系统,由种子光源、预放大器、主放大器和MOPA光路组成。目前,由于种子光源的强度不能使预放大器达到放大饱和,放大器的泵浦功率不能充分利用,整个系统最终输出能量不能满足开展物理实验的要求。因此需引进1台高性能准分子激     

非球面镜的聚焦

用通常的凸透镜对飞秒激光进行聚焦,激光穿过透镜介质时,由于非线性效应,会产生脉冲展宽、波前畸变等现象。而非球面镜利用的是反射聚焦原理,避免了超短脉冲激光在透镜介质中产生上述效应。因此,对于超短脉冲激光的聚焦采用反射式的非球面镜。图1聚焦光路M1,M2——铝镜;M3,M4——248nm的45o全反镜缩束透镜F=7.5m;放大透镜F′=5cm A1为带有刻度的白幕;D为小孔光阑,每个小孔间距10mm,直径1mm通过调研和实验,建立了一套非球面镜的调节方法,并获得较好的聚焦结果。实验光路示于图1,飞秒激光经非球面镜P聚焦后,焦斑通过F’放大后成像到CCD…     

紫外超短脉冲激光多脉冲并束技术的初步研究

紫外超短脉冲的并束一直是国际上的一个难点。虽然各国对如何有效地进行紫外超短脉冲的并束进行了研究,但都没有得到很好的解决方案。我们采用了简化的角多路方法进行紫外超短脉冲的并束。这个方案的原理是进入放大器的序列脉冲不完全在一直线上,而是有一微小的角度,但是在放大     

超短脉冲激光辐照固体靶产生超热电子研究

实验研究了超短脉冲激光辐照固体靶产生的超热电子温度 ,所用方法是测量超热电子在固体中韧致辐射产生的硬X射线 ( >30keV)能量连续谱。中等强度 ( 1 0 16W /cm2 )、无预脉冲、红外超短脉冲( 74 4nm ,1 30fs,6mJ)、P极化激光 4 5°照射 5mm铜靶 ,产生了能量为 4 0 0keV的X射线信号 ,利用Maxwellian分布拟合能谱得到的超热电子温度为 85keV ,产生高能电子的主导吸收机制为真空加热。     

电子束泵浦下KrF准分子反应动力学研究和能量沉积计算

研制了电子束泵浦KrF准分子激光动力学物理方案和程序。利用这程序研究了电子束泵浦下KrF上能级弛豫速率与最佳输出条件的关系。理论预期,在一定条件下,当激光流接近饱和流时,激光输出比例于弛豫速率。数字模拟表明:泵浦速率上升(或下降),比弛豫速率快时,激光输出功率也上升(或下降),获得了最佳化条件,以及最佳条件的泵浦功率,压力(5～6个大气压),和Kr,Ar,和F_2混合比的确定值。为研究能量沉积开发了SANDYL和IFS程序。这后边的程序是加磁场的,而前者未加磁场。用前边的程序研究了无磁场下柱形KrF激光器在几种不同气压下两种成分的能量沉积。结果指出,在相同条件下,加磁场的能量沉积比没加磁场的要大三倍多。     

电子束泵浦下KrF准分子反应动力学研究和能量沉积计算

研制了电子束泵浦KrF准分子激光动力学物理方案和程序。利用这程序研究了电子束泵浦下KrF上能级驰豫速率与最佳输出条件的关系。理论预期,在一定条件下,当激光流接近饱和流时,激光输出比例于驰豫速率。数字模拟表明:泵浦速率上升(或下降),比驰豫速率快时,激光输出功率也上升(或下降),获得了最佳化条件,以及最佳条件的泵浦功率,压力(5～6个大气压),和Kr,Ar,和F_2混合比的确定值。为研究能量沉积开发了SANDYL和ITS程序。这后边的程序是加磁场的,而前者未加磁场。用前边的程序研究了无磁场下柱形KrF激光器在几种不同气压下两种成分的能量沉积。结果指出,在相同条件下,加磁场的能量沉积比没加磁场的要大三倍多。     

9 非球面镜的聚焦

用通常的凸透镜对飞秒激光进行聚焦，激光穿过透镜介质时，由于非线性效应，会产生脉冲展宽、波前畸变等现象。而非球面镜利用的是反射聚焦原理，避免了超短脉冲激光在透镜介质中产生上述效应。因此，对于超短脉冲激光的聚焦采用反射式的非球面镜。     

6焦耳KrF激光的产生

本文介绍原子能研究所惯性约束聚变研究室用强流脉冲电子束横向泵浦KrF激光器,获得了6J能量的KrF激光,经平面光栅摄谱仪测得中心波长为2484A的KrF激光的半宽度为5A,它的荧光半宽度为30A,用光电管GD5测量了激光脉冲和荧光脉冲的时间波形。     

3 超短脉冲激光与原子团簇相互作用实验研究

实验研究了超短脉冲激光与原子团簇相互作用过程中各种实验条件对团簇吸收激光能量的影响。实验发现高Z稀有气体（Xe）以及较高的气体压力都更易形成大团簇，对激光能量的吸收较高。还研究了激光波长（744与248nm）、激光强度以及偏振态等对吸收效率的影响。结果表明，短波长激光更易被团簇吸收；在一定强度范围内（10^15～10^16W／cm^2），随激光强度的增强，团簇对激光的吸收效率也增高；P极化光比S极化光更易被团簇吸收。     

超短脉冲X射线激发荧光寿命谱议的设计与研制

介绍了一种超短脉冲X射线作为激光光源，用时间关联单光子计数法进行,测量的荧光衰减时间谱仪的设计与研制。该仪器具有时间分辨率高、测量动态范围大、使用方便等优点，可应用于晶体、粉末和液体等各种样品的测量，该仪器同时还具有很强的扩展性。