惰性气体超极化的光抽运方法及比较

某些无放射性的具有自旋特性的惰性气体同位素（如^3He和^129Xe）,可通过激光抽运超极化,得到很高的非热平衡极化度和长驰豫时间的惰性气体。极化后惰性气体同位素核磁共振的灵敏度提高10^3～10^5倍。介绍了目前极化惰性气体常用的两种方法——自旋交换光抽运和亚稳态能级交换。     

电子束抽运的高功率大孔径准分子激光器

引言研制电子束和电子束引发放电抽运的准分子激光器的首批工作是俄罗斯科学院西伯利亚分院强流电子学研究所同仁于 1 977年创始的。同时 ,美国关于稀有气体卤化物激光器首次运转的报导也广为人知。在 5年内 ,用不同脉宽的电子束抽运研究了 Xe F(λ =35 0nm)、Xe Cl(λ =30 8nm)和 Xe Br(λ =2 82nm)激光器 ,得到的能量达 1 J,而且表明这些激光器反转的产生机理极不同。激活体积增至 2 8L 时 ,电子束引发的放电抽运 Xe F激光器的辐射能量达到 2 5 J,电子束抽运激活体积为 3L的 Xe Cl激光器能量为 1 0 J。激活体积 30 L的 Xe Cl激光…     

^3He—Ar—Xe核抽运激光腔内能量沉积的蒙特卡罗法研究

本研究的激光介质是3He-Ar-Xe混合气体,属于容积式抽运源模式,利用3He在中子的作用下发生核反应,反应产物离子带着核反应能在气体体系中与激光介质碰撞,把能量传输给激光介质,使Xe的5d[3/2]1能级上的粒子数反转,抽运产生波长为1.73 μm的激光.在核抽运激光器中,3He在中子场中发生的反应如式(1).3He+n1H+3H+0.76 MeV(1) 利用蒙特卡罗方法编制了能量沉积计算程序EDL.利用该软件,研究了激光介质压力对能量沉积的影响,得其表达式β=100-(A1·e-D/t1+A2·e-D/t2)(2) 式中β为能量沉积效率(%),A1、A2、t1和t2为能量沉积函数的参数.理论模拟结果表明,能量沉积效率函数参数A1与压力无关,其它参数都随压力而变化.随着气体总压力的增大,能量沉积效率β也增大. 如果抽运腔内3He分压为PHe,则抽运腔内单位体积内的能量沉积与3He分压PHe(单位Pa)、中子注量率φ (单位n·s-1·cm-2)、反应截面σ(单位cm2)、腔内能量沉积效率β之间的函数关系式ρ=32.41×PHe×σ×φ×β(3) 式中ρ为抽运腔内单位体积的能量沉积,单位为W/cm3.如果考虑3He对中子的自屏蔽效应,则式(3)中的中子注量率φ是随PHe变化的函数.文章最后对核抽运激光输出的稳定性及激光输出功率进行了讨论(OA11)     

1.06 μm抽运的低阈值三共振准相位匹配光学参量振荡器

在利用模清洁器改善全固化单频Nd∶YVO4激光器输出激光质量的基础上 ,利用准相位匹配 (QPM )技术抽运三共振周期性极化铌酸锂晶体组成的光学参量振荡器 (PPLNOPO) ,在低至 1 5mW的阈值抽运功率下获得2 1μm的近简并下转换光输出 ;当抽运功率为 6mW时 ,输出 0 9mW下转换光 ,光 光转换效率为 15 %。     

激光二极管端面抽运的多晶Nd∶YAG1.06 μm连续激光器

报道了激光二极管端面抽运的多晶Nd∶YAG(polycrystallineNd∶YAGceramic) 1 0 6 μm连续激光器的实验研究。在抽运功率为 0 3W时 ,激光达到阈值开始输出 ;在抽运功率为 9W时 ,输出功率达到 2W ,激光器光 光转换效率为 2 2 2 %。     

单纵模Nd∶YAG激光抽运H_2-He混合气体中的强后向受激拉曼散射

用单纵模Nd∶YAG二倍频激光(波长532 nm,线宽0.003 cm-1,脉宽(半峰全宽,FWHM)6.5 ns)抽运H2/He气体,观察到很强的后向一阶斯托克斯(BS1)受激拉曼散射。在H2的分压分别为1.0 MPa和1.5 MPa的H2/He(体积比)(3/7)混合气体中,当抽运能量为92 mJ时,后向一阶斯托克斯光的量子转换效率高达69%左右,而在纯H2中后向一阶斯托克斯光的量子转换效率分别只有15%和18%。这是因为加入He增强了后向拉曼散射多普勒线宽的Dicke压窄效应,使后向一阶斯托克斯光的拉曼增益系数与前向一阶斯托克斯(FS1)光的拉曼增益系数的比率提高,而且因为后向一阶斯托克斯光与抽运光在反方向传播,它可以提取大部分抽运光的能量,并且脉冲被压窄到1.1 ns,使后向一阶斯托克斯光峰值功率达到了抽运光的2.6倍。从激光光斑的强度分布可以观察到后向一阶斯托克斯光呈现为抽运光的相位共轭波。     

激光二极管端面抽运的多晶Nd：YAG 1．06μm连续激光器

报道了激光二极管端面抽运的多晶Nd：YAG(polycrystalline Nd：YAG ceramic)1．06μm连续激光器的实验研究。在抽运功率为0．3W时，激光达到阈值开始输出；在抽运功率为9W时．输出功率达到2W，激光器光-光转换效率为22．2％。     

高功率中红外宽调谐全固态周期性极化铌酸锂光参量振荡器

中红外宽调谐激光器在激光光谱、拉曼光谱和大气污染探测、环保检测等领域有很多应用。目前主要采用光参量振荡 (OPO)输出中红外激光。本实验采用主动调Q的全固态Nd∶YVO4 激光器 ,输出波长为 1 0 6 4nm的准连续激光抽运周期性极化铌酸锂 (PPLN)晶体 ,实现OPO中红外激光输出。激光波长调谐范围为 2 90～ 4 0 5 μm ,最高输出功率为 2 76mW ,实验中同时输出波长范围为 1 4 4～1 6 6 μm的近红外激光。实验装置采用外腔OPO(见图 1 ) ,其抽运光源为LD抽运的Nd∶YVO4 激光器 ,输出重复频率为1 6 2kHz ,脉宽为 2 0 5ns ,平均功…     

低阈值宽调谐PPLN光参量振荡

用半导体激光 (LD)抽运的声光调QNd∶YVO4 激光器做抽运源 ,实现了准位相匹配的光参量输出 ,其调谐范围为 1 4 36～ 1 7μm。非线性光学介质是多周期极化的LiNbO3 (PPLN)。光参量振荡阈值 10 3μJ(脉宽 2 2ns) ,在抽运光达到阈值 3 3倍的条件下 ,信号光输出能量 4 2 5 μJ ,斜效率 12 5 %。     

单纵模Nd:YAG激光抽运H2-He混合气体中的强后向受激拉曼散射

用单纵模Nd：YAG二倍频激光（波长532nm，线宽0．003cm^-1，脉宽（半峰全宽，FWHM）6．5ns）抽运Hz／He气体，观察到很强的后向一阶斯托克斯（BS1）受激拉曼散射。在Hz的分压分别为1．0MPa和1．5MPa的Hz／He（体积比）（3／7）混合气体中，当抽运能量为92mJ时，后向一阶斯托克斯光的量子转换效率高达69％左右，而在纯Hz中后向一阶斯托克斯光的量子转换效率分别只有15％和18％。这是因为加入He增强了后向拉曼散射多普勒线宽的Dicke压窄效应，使后向一阶斯托克斯光的拉曼增益系数与前向一阶斯托克斯（FS1）光的拉曼增益系数的比率提高，而且因为后向一阶斯托克斯光与抽运光在反方向传播，它可以提取大部分抽运光的能量，并且脉冲被压窄到1．1ns，使后向一阶斯托克斯光峰值功率达到了抽运光的2．6倍。从激光光斑的强度分布可以观察到后向一阶斯托克斯光呈现为抽运光的相位共轭波。     

高效率Cr3+:LiSrAlF6激光器的研究

研究了用有机染料进行抽运光光谱转移提高抽运效率的可能性。氙灯脉冲宽度从 1 81μs降到 1 1 8μs,激光输出斜效率提高了 1 7%。采用 R- 640染料光谱转移实现光谱匹配 ,斜效率提高了1 0 % ,采用 1 2 0μs的脉冲抽运光及用有机染料 R- 640对氙灯抽运光进行光谱转移 ,抽运 Cr3 浓度为 5(at- % ) ,尺寸为 6 mm× 45 mm的 Cr3 :Li SAF6激光晶体 ,中心波长为 830 nm,获得 1 J的激光能量输出     

掺铒光纤激光直接抽运光参量振荡器

南安普敦光电子研究中心首次用 1 .55μm掺铒光纤激光直接抽运光参量振荡器。光参量振荡器采用周期极化铌酸锂 (PPLN)作非线性介质。铒光纤具有 60 0μm2 有效纤芯截面 ,但因对稀土掺杂物进行了精确控制 ,可作单模操作 ,产生高脉冲能量。激光器以声光布拉格光栅 Q开关控制。周期极化铌酸锂晶体有 5个平行的 32 .4～ 33.2 μm衍射光栅 ,它足够结实 ,即使在低温下也不会有光反射损耗。以1 0 0 μJ、60 ns脉冲在 1 .55μm抽运光参量振荡器时 ,产生 8μJ、3.8μm闲频脉冲 ,脉冲重复率 50 0Hz,晶体的温度调节分别产生信号及 2 .55～ 2 .7μm…     

抽运光频率对全光Cs原子磁力仪灵敏度的影响

全光铯(Cs)原子磁力仪是一种高灵敏度弱磁检测装置,核心器件Cs原子气室中通常充入适量的缓冲气体避免被极化原子扩散至器壁引起壁碰撞弛豫,同时缓冲气体压强值将影响抽运光的工作频率。介绍了全光Cs原子磁力仪的工作原理,分析了Cs原子气室中充入1.333×104Pa He缓冲气体时,抽运光工作频率对原子磁力仪灵敏度的影响,并采用速率方程计算了不同抽运光频率下的原子极化率。当抽运光频率锁定在Cs原子D1线F=3→F′=4共振线,检测光频率锁定在Cs原子D2线F=4→F′=5共振线时,原子磁力仪可达到最佳灵敏度。     

8 W高功率全固态LD双端抽运连续波绿光激光器

高功率全固态绿光激光器在激光抽运、激光精密加工、激光医学、激光展示、光存储、信息处理、检测等方面有许多应用。Nd∶YVO4 LBO是目前用于产生 5 32nm绿色激光辐射的一组理想晶体组合。本实验小组以 3mm× 3mm× 10mm @0 .5wt . %的Nd∶YVO4晶体为增益介质 ,4mm× 4mm× 15mm ,Ⅰ类非临界相位匹配的LBO为二倍频晶体 ,当抽运功率为 2 8 9W时 ,获得了 8W (已滤除掉 1 0 6 4μm的基频光 )的稳定绿光输出 ,光 光转换效率高达约2 8%。图 1实验装置Fig .1Experimentalsetup　　实验装置采用Z型折叠腔 (见图 1) ,通过数值计算与优化得…     

光抽运自旋极化固态129Xe

用半导体激光抽运极化129Xe气体,在80-SY核磁共振谱仪上单次采样得NMR信号,信噪比大于100,信号增强因子大于103,降温凝固成固态后,其信噪比大于50,初步测得固态(约80K)129Xe弛豫时间为4400s.     

列阵半导体激光端面抽运Nd∶YVO4绿光激光器的研究

报道了采用列阵半导体激光端面抽运Nd∶YVO4晶体的KTP腔内倍频绿光激光器。采用多柱透镜法 ,对列阵半导体激光进行了有效整形 ,并利用谐振腔折叠产生的像散 ,实现了抽运光与振荡光较好的模式匹配 ;由于是直接耦合抽运 ,因此保证了半导体抽运光以π偏振光入射Nd∶YVO4(单轴 )晶体 ,实现了半导体抽运光与Nd∶YVO4吸收的偏振匹配。在抽运功率为 9 5W时 ,得到 5 2 0mW的稳定绿光输出 ,光 光转换效率为 5 5 %。     

惰性气体核的自旋交换光抽运中的物理

核自旋极化的惰性气体原子在诸如核物理、材料科学和磁共振成像等许多领域中都有着广泛的应用,核自旋极化技术涉及领域很广,包括原子、分子和光学物理等等。评述了光抽运和自旋交换碰撞中角动量转移和损失的物理。     

Yb:(Y1-xLax)2O3透明陶瓷实现激光输出

掺Yb3 的晶体是用激光二极管(LD)抽运的一种极有前景的固体激光材料.Yb3 为最简单的激光活性离子,电子构型为[Xe]4f13,仅有一个基态2F7/2和一个激发态2F5/2,两者的能量间隔为10000 cm-1,在晶场作用下,能级产生斯塔克分裂,形成准三能级的激光运行机制.     

基于周期极化铌酸锂晶体的高功率可调谐光参量振荡器

研究了镁掺杂周期极化铌酸锂晶体光学参量振荡(PPMgLN-OPO)产生高功率、高重复频率中红外激光的特性.采用半导体激光器(LD)抽运的声光调Q Nd:YAG激光器,1064 nm准连续激光功率最大输出为7.8 W,重复频率5～50 kHz.产生1064 nm调Q光,抽运周期为30.7 μm的掺氧化镁(摩尔分数为5%)周期性极化铌酸锂晶体,温度变化范围为40～200℃,实现了短腔双谐振红外高功率激光输出.实验中近红外激光波长调谐范围为1570～1676 nm,最高输出功率613 mW;中红外输出波长范围为2942～3300 nm,中红外光平均功率也达到了百毫瓦级,信号光单脉冲能量达40 μJ;光-光(LD-信号光)转换效率为3.4%.     

Nd:YAG四倍频激光抽运氘后的拉曼效应及其在激光雷达中的应用

利用 Nd:YAG四倍频激光抽运氘气 (D2 )的受激拉曼效应 ,获得一阶斯托克斯 (Stokes)波长2 89nm。通过改变拉曼介质 D2 气压与抽运光能量 ,获得了一阶斯托克斯输出的较佳条件。该波长与 Xe Cl准分子激光波长 30 8nm采用差分吸收方法 ,建立了用于对流层臭氧探测的激光雷达 ,并初步获得了对流层大气臭氧的垂直分布及其时间变化特征。