飞秒强激光脉冲与H原子团簇相互作用的库仑爆炸过程模拟

运用经典粒子动力学模拟方法，研究了飞秒强激光脉冲(10^15～10^16W／cm^2)与正二十面体构型氢原子团簇H13,H55，H147和H309的相互作用。通过模拟分析团簇的膨胀过程，发现团簇的膨胀是各向同性的，团簇的膨胀尺度R(t)／R(0)随团簇尺寸的增大而减小，即团簇尺寸愈大，与激光相互作用后膨胀碎解过程愈慢。研究结果表明，随着团簇中原子数目的增多，团簇库仑爆炸后所产生的离子的动能相应增大。由于正二十面体的对称壳层结构，离子动能分布具有尖峰结构。团簇库仑爆炸后离子的最大动能Emax与团簇库仑爆炸前的尺寸的平方成正比。且Emax随激光光强I增加而增大。但是当I增大到一定值Is时，Emax将出现饱和，这是因为I的增强已经不再改变团簇内原子的电离状态。随着团簇尺寸的增大，激光光强饱和值和离子能量将会继续提高。     

B／KNO_3点火药在激光作用下的飞行时间质谱研究

运用飞行时间质谱研究了Ｂ／ＫＮＯ３点火药的激光点火过程，探讨了其反应机理．     

CH3I在532nm及455.5nm激光作用下多光子电离研究

本文利用飞行时间质谱仪研究了532nm和455.5nm激光作用下CH3I分子的多光子电离解离（MPID）。在532nm激光作用下，CH3I分子由双光子激发到A带的A2态，它的MPID属母体离子阶梯模式;在455.5nm激光作用下，CH3I分子由双光子激发到A带的3E态，它的MPID属中性碎片光电离模式。     

266nm激光下硝基苯的多光子电离解离研究

在266nm波长激光下,通过激光质谱仪获得气相硝基苯的共振增强多光子电离/飞行时间质谱（REMPI-TOFMS）。根据质谱图中出现的主要离子峰信息,对硝基苯的光解离过程进行了分析。硝基苯与266nm激光的作用过程为三光子过程,其首先吸收两个光子跃迁至激发态,一部分处于激发态的分子,因内转换导致结构重排,生成分子异构体。处于激发态的硝基苯分子或分子异构体共振吸收一光子后发生解离,并给出其可能的解离通道。     

355nm激光作用下二甲胺的多光子电离质谱研究

利用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪,在355nm激光作用下对二甲胺分子进行了研究,我们认为其主要经历了2＋1的REMPI过程,二甲胺母体离子α断裂产生CH3N＋H=CH2,CH3N＋H=CH2进一步解离产生C2H4N＋,用从头算方法确定了m/e=42的离子是（CH3N≡CH）＋,对m/e=28的离子的可能来源进行了推测：一是（CH3N≡CH）＋离子进一步发生重排,失去CH2游离基;二是CH2=N＋H21,2脱氢。     

266nm的激光作用下溴苯分子的多光子电离碎片化机理

在266nm激光作用下,利用多光子电离-飞行时间质谱法获得了溴苯分子的MBPIF-TOF质谱。实验测得了各碎片离子占总离子信号的百分比对激光强度的依赖关系,并用这些实验结果对溴苯分子的多光子电离解离机理做了分析,还对C6H5 ,C5H3 ,C4H2 ,C3H 等碎片离子的可能形成过程作了讨论,结果证明母体分子吸收光离解离是主要通道,且碎片离子主要是经过离子离解阶梯模式产生的。     

碘化钾分子的光离解及生成物钾原子的共振电离研究

利用脉冲激光束对KI分子进行了光离解；同时，用另一束可调谐激光对KI分子离解后产生的中性钾原子进行共振激发，然后把处在激发态的钾原子进行光电离。对K＋的飞行时间质谱进行了分析，并对光离解及光电离过程中可能存在的多光子电离（MPI）进行了讨论。     

碘化钠分子的光离解及其生成物钠原子的共振电离研究

利用脉冲激光与分子的相互作用，用波长３３０ｎｍ激光脉冲对ＮａＩ分子进行了光离解；同时对光离解后的产物之一Ｎａ原子实行了共振电离。通过对Ｎａ＋离子飞行时间质谱（ＴＯＦＭＳ）结果的分析，讨论了Ｎａ＋离子质谱的特点，并对过程中存在的多光子电离（ＭＰＩ）进行了讨论。     

在532nm激光作用下n—C4H9I的多光子离解过程质谱研究

报道了碘代正丁烷分子在５３２ｎｍ激光作用下的多光子电离（ＭＰＩ）质谱（ＭＳ）研究结果。（１）碎片离子主要由离子离解阶梯模式产生；波长不仅影响碘代正丁烷分子碎片离子产生模式，同时还影响其碎片离子的碎裂程度。（２）激光强度一般只影响分子离子及碎片离子的碎裂程度。     

紫(外)激光作用下Si(CH_3)_4的MPI与Si原子的共振电离

在紫 (外 )激光作用下 ,利用平行板电极装置及飞行时间 (TOF)质谱仪 ,研究了Si(CH3 ) 4分子的多光子电离 (MPI)、多光子解离 (MPD)及由Si(CH3 ) 4解离产生的Si原子的共振电离。得到了 40 4～ 378nm内Si(CH3 ) 4的MPI光谱及某些波长点处的TOF质谱。根据实验结果 ,讨论了Si(CH3 ) 4的MPI机理 ,得到了一些有意义的结论。     

超高强度飞秒脉冲的三次谐波转换

针对超高强度飞秒激光,对利用单块BBO晶体产生三倍频(THG)的过程进行了分析,比较了单块晶体中三阶非线性效应以及级联二阶非线性效应对三倍频转换效率的作用,讨论了入射基频光光强、晶体厚度、自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)、群速度失配、失谐角、方位角等因素对三倍频光转换效率、时间波形及光谱分布的影响,在此基础上,提出了提高三倍频转换效率的方法.研究结果表明:入射基频光强一定时,三倍频光的峰值光强、脉冲宽度(FWHM)随晶体厚度变化不明显.通过优化基频光入射角度,可提高单块BBO晶体三倍频光转换效率及峰值光强,并减小三倍频光脉冲宽度.此外,方位角的优化也可在一定程度上提高三倍频转换效率.     

飞秒强激光作用下微毛细管等离子体X射线辐射特性

进行了超短强激光脉冲与玻璃微毛细管相互作用的探索性研究。对不同能量下 ,不同长度的玻璃毛细管的X射线谱进行了测量、分析。结果表明由于微毛细管的光导作用 ,随着微毛细管长度的增加 ,X射线的强度显著增强。利用复合辐射吸收边测量了作用过程中毛细管等离子体温度 ,表明随着激光能量增加电子温度升高     

激光烧蚀溅射Al靶产生的Al离子的空间角分布

分别测定了紫外激光烧蚀Ａｌ表面溅射Ａｌ正离子的总离子空间角分布和离子平动能分辨的离子空间角分布。对紫外激光烧蚀Ａｌ表面溅射产生的两组具有不同最可几率平动能离子，平动能较大的离子为垂直靶面前向散射，平动能较小的离子为余弦分布。本文还讨论了产生两种不同角分布的机理。     

高强度飞秒脉冲单块BBO晶体三倍频实验

针对脉冲宽度100 fs,带宽25 nm,能量6 mJ左右的超短脉冲基频光(经过透镜缩束后峰值光强为200~900 GW/cm2),采用单块厚度为1.5 mm的BBO晶体进行了三倍频实验研究。在入射基频光强度约300 GW/cm2时,得到的三倍频转换效率约0.8%。采用分步傅里叶变换及四阶龙格-库塔算法,对描述飞秒脉冲单块晶体三倍频的耦合波方程组进行了数值计算。研究结果表明,三倍频光主要是由三阶非线性效应产生的;基频光带宽较大是限制三倍频转换效率的主要因素之一;对基频光的入射角度及方位角进行优化,可较好地补偿非线性相位失配,提高单块晶体三倍频转换效率。     

飞秒强激光脉冲与氢团簇相互作用产生的最大质子能量与团簇尺寸的相关性

报道了飞秒强激光脉冲(60 fs,790 nm,2×1016W/cm2)与纳米尺寸的氢团簇(半径rc约为1~3 nm)相互作用,产生的最大质子能量Emax对于团簇半径rc相关性的实验研究结果。从激光-氢团簇相互作用产生的质子的飞行时间谱测量以及团簇尺寸的瑞利散射诊断结果,得到Emax与r2c成线性正比关系,比例系数为0.75,与报道的理论模拟结果一致,表明氢团簇发生纯库仑爆炸。实验结果同时提示,进一步的理论模拟应考虑气体喷流中团簇的尺寸分布。     

飞秒激光在生物学领域的应用

生物技术与激光技术在20世纪发展迅速。飞秒激光与其他长脉冲激光相比具有以下明显的特征:1)由于能量淀积时间短,在激光加工时,可以实现热效应可以忽略的超精细加工;2)聚焦时焦点附近的光子密度大,可以实现基于高度非线性过程的有空间选择的微观结构操控。因此,飞秒激光问世以来,其优越的特性引起了科学家,包括生物学家的普遍关注。本文综述了飞秒在现代生物学领域中的一些应用,包括基于多光子和二阶以及三阶光学非线性的生物三维成像、研究化学反应和生物学动力学过程、活细胞操纵以及生物材料的微处理和纳米尺度生物结构的切割等。     

飞秒激光在生物医学中的应用

飞秒激光问世以来,其优越的特性受到越来越多的重视。本文要介绍和评述了飞秒激光的特点及其在现代医学和生物学中的各种应用。     

飞秒激光微加工:激光精密加工领域的新前沿

飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。     

飞秒激光技术与相关学科

本文阐述了超快激光发展的四个阶段及其内容、特点。对当前超快激光的研究特点、发展方向进行了综述。对与飞秒激光技术相关的几个新兴学科, 如飞秒激光物理学、飞秒激光化学、飞秒光孤子通讯和飞秒电子学给予概括评述。