复合介质薄膜中的声子振荡弛豫

随着激光技术的发展，人们能获得的激光脉冲越来越短，这样，可以对物质在飞秒领域的超快现象进行直接的瞬态弛豫研究．超快光脉冲与物质的相互作用是科学与技术的一个前沿领域，利用超短激光脉冲诱导出样品中的非平衡态载流子，测量样品的瞬态光谱的变化是近年来发展的一种研究样品中非平衡态电子声子弛豫的新技术．在超快激光脉冲作用下引起样品瞬态光学透过率随时间变化的测量中，使用了飞秒脉冲激光器、泵浦-探测（PumP－Probe）技术、计算机控制的光学延迟线、锁定放大器及数据采集系统．激光脉冲宽度为165fs,波长为647urn，脉冲重复…     

利用快速相位反馈控制输出变换极限飞秒激光脉冲

报道了利用简化的频率分辨光学开关法快速测量飞秒激光脉冲,并形成反馈,控制液晶空间光调制器,补偿非线性光纤飞秒激光放大器输出脉冲的啁啾,获得了脉冲宽度74 fs的变换极限脉冲。     

飞秒激光光镊轴向力的计算与分析

光镊已成为捕获和操纵微米尺度粒子和生物细胞的有效手段，而目前常用的光镊光源为连续激光或长脉宽的脉冲光。提出飞秒激光光镊的概念．将飞秒激光序列脉冲视为对连续光的周期抽样，借助于连续光光镊的分析方法，建立了飞秒激光光镊对电介质微粒产生的轴向光学力的理论模型。给出影响捕获微粒的主要因素，指出存在最佳束腰半径和被捕获粒子半径。数值计算结果表明选取合适的飞秒激光脉冲能量、束腰半径、脉冲波长以及微粒与周围媒质的相对折射率．微米尺寸的微粒完全能被飞秒激光稳定捕获。综合考虑被捕获微粒所受的脉冲式光学梯度力、重力和布朗惯性力的作用，讨论了飞秒激光光镊轴向光学梯度力的脉冲式特点及实现稳定捕获的条件。     

飞秒激光细胞显微操作系统的实验研究

飞秒激光作用于生物组织时几乎不伤及周围区域，因而具有投高的空间分辨率和时间分辨率。目前，光镊已成为捕获和操纵微米尺度微粒和生物细胞的有效手段。鉴于飞秒激光脉冲的独特优势以及光镊在生物学领域广泛的应用前景，我们曾提出建立飞秒激光细胞显微手术系统，并对以飞秒激光脉冲作为光源的光学势阱的稳定性进行了详细的理论分析。     

宽扫描范围自相关测量系统

随着激光脉冲压缩技术的发展,光脉冲宽度t达飞秒量级。而最快速的电子探测技术条纹照相机仍被限制在1ps左右。为解决这一矛盾,利用非线性光学的相关技术应运而生。本文利用二阶自相关技术,实现皮秒至飞秒量级超短脉冲的测量。 建立的二阶自相关系统是利用分束器将     

频率分辨双光束耦合抽运-探测技术中的空间效应研究

在测量非线性折射率和双光子吸收系数的频率分辨双光束耦合抽运 探测技术中 ,光场的空间分布没有得到考虑。研究了入射飞秒光脉冲的空间分布对实验结果的影响。对不同部位的探测光进行测量可以得到完全不同的结果 ,用所发展的理论给出了解释。通过数值拟合获得了磷化镓 (GaP)在飞秒激光脉冲作用下的非线性折射率和双光子吸收系数。进一步可能从实验上主动选择适当的空间滤波来获得频率 空间分辨信号。     

金属粒子-介质复合薄膜中非平衡态电子瞬态弛豫的研究

利用飞秒脉冲激光和泵浦－探测技术测量了贵金属－介质复合薄膜（Ｃｕ－Ｂａ－Ｏ、Ａｕ－Ｂａ－Ｏ）的瞬态光学透过率随延迟时间的变化曲线，观察到了薄地光的吸收迅速增大并在皮秒时间内的状的现象，该现象是薄膜中超微粒子内费米能级附近电子被飞秒激光脉冲激光，产生非平衡态电子而经历瞬态弛豫造成的，本文从理论上给出了复合薄膜中Ａｕ超微粒子的电子声子相互作用常数ｇ的数值。     

关于飞秒近场显微术的研究

简要评述了当前热门研究－飞秒脉冲激光用于近场光学显微镜的研究进展，主要介绍了一种结合飞秒脉冲激光器和近场光学显微镜、具有飞秒时间分辨率和纳米空间分辨率的新型设备，及其在飞秒近场光谱学、超精细修复和加工、微纳米超快开关等多个前沿领域的应用。对可能出现的问题和其发展前景也进行了初步的分析。     

基于空间-时间耦合的飞秒激光脉冲测量理论

现有的飞秒脉冲测量理论是建立在简化的脉冲模型基础上,即只对脉冲的时间特性进行测量,不考虑其空间特性.在实际中脉冲的空间特性和时间特性是相互依赖的,即使在自由空间传播的飞秒脉冲它的时间和空间特性之间也发生着相互的耦合作用.文中提出了飞秒激光脉冲测量理论中的时间-空间耦合脉冲模型.考虑到时间和空间之间的耦合作用,飞秒脉冲模型除了包含时间参量之外,还包含空间参量,即脉冲电场的表达式由E(t)变为E(x,y,z,t),给出了时间-空间耦合模型下的脉冲再现迭代算法.这一理论对飞秒脉冲的测量有重要的指导意义.     

用频率分辨光学开关法测量飞秒激光脉冲

飞秒脉冲的测量在飞秒激光的应用中起着关键性作用.文中阐述了频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的原理和再现算法,构建了一台用于飞秒脉冲测量的二次谐波-频率分辨光学开关装置,利用该装置对谐振腔输出的飞秒脉冲进行了测量.利用二次谐波-频率分辨光学开关法测量得到了描迹图信号,对信号分布进行计算机迭代处理,得到了飞秒脉冲的时间宽度及光谱宽度、电场及其位相在时域和频域的详细信息.谐振腔直接输出脉冲的时间宽度为56 fs,光谱宽度为27 am,时间带宽积为0.686,算法中的最小误差为0.001 792.实验结果表明二次谐波.频率分辨光学开关法是一种有效的飞秒脉冲测量方法.     

单脉冲飞秒激光作用下晶态GeSb2Te4相变薄膜的非晶化过程

利用飞秒激光的抽运探测技术，研究了单脉冲飞秒激光作用下GeSb2Te4相变薄膜的非晶化过程，测量了相变薄膜的时间分辨光学显微图。所研究的系统为多层薄膜结构100 nm ZnS-SiO2/ 35 nm GeSb2Te4 /120 nm ZnS-SiO2/0.6 mm ，飞秒激光的脉冲宽度为108 fs，波长为800 nm。实验发现相变薄膜从晶态至非晶态的相转变过程可以在 2.6 ns内完成。讨论了相变薄膜的厚度对系统的热传递、快速凝固过程的影响，分析了相关热过程和热效应，解释了抽运探测实验数据，并探讨了单脉冲飞秒激光诱导相变薄膜非晶化的机制。     

走向阿秒前沿的X光脉冲

在采用7fs、770mm的激光脉冲进行的高次谐波实验中产生了光子能量约为90eV的单个软x光脉冲，并通过激光场中氪气的光电离过程对其进行了研究。在探测垂直于激光偏振方向的光电子能谱中，由于此方向上激光场引起的电子能谱展宽受到抑制，从而使研究人员能够观测到激光场引起的能谱移动，获得亚激光周期的时间分辨率。测量了脉宽为1.8fs( 0.7/-1.2fs)的单个X光脉冲，它比激光的振荡周期（2.6fs)还要短。本文采用的亚飞秒激光脉冲的产生和测量方法，对于很宽波长范围的X射线都是适用的，这为阿秒实验科学铺平了道路。探索比激发光场还要快的原子过程将不再是遥不可及的事。     

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…     

利用飞秒荧光上转换方法研究芪唑盐的激发态转动异构动力学

飞秒荧光上转换是一种探测分子超快荧光动力学的新方法．其原理是利用具有大的二阶非线性系数的晶体（如ＫＤＰ和ＢＢＯ）的和频作用,将飞秒光激发产生的荧光与飞秒基频激光进行和频．通过改变基频光与荧光的相对光程差,可以获得飞秒分辨的荧光衰减动力学图像．本试验的基频激光为从钛蓝宝石激光器（Ｍｉｒａ９００Ｆ,ＣＯＨＥＲＥＮＴ,ＵＳＡ）输出的中心波长为８３０ｕｒｎ飞秒脉冲激光．脉冲宽度为１２０ｆｓ,重复频率为７６ＭＨｚ．激光脉冲首先会聚到一块ＢＢＯ晶体上,产生约８０ｍＪ的倍颗光（４１５。ｕｒｎ）．透过分束镜后,…     

基于MIIPS的相位调制参量优化选择研究

设计搭建了一套基于液晶空间光调制器的飞秒激光脉冲整形系统装置,利用自己开发的LabVIEW程序控制液晶空间光调制器对飞秒激光脉冲施加正弦相位扫描,并同时记录其倍频光谱。其中对正弦相位扫描初始相位δ从0到4π的扫描所得到的倍频轨迹图为多光子脉冲内干涉相位扫描(MIIPS)轨迹,并详细研究了正弦相位中的幅度α、频率γ两个参量的选择对于MIIPS倍频轨迹图的影响,得出了MIIPS方法中α和γ参量的优化选择条件。所得到的结果不仅对更好地利用MIIPS方法进行飞秒激光脉冲相位测量和补偿提供指导,而且可以通过选取合适的参量获得整形和窄化的倍频光谱,这在双光子光谱学、飞秒化学和飞秒生物学等领域具有重要应用。     

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，测量过程完全计算机控制 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。     

飞秒激光作用下啁啾镜膜层内损伤相关动力学

光学元器件的激光损伤问题,一直以来都困扰着超强超短激光系统的进一步发展。飞秒激光领域,激光脉冲引起的光学器件损伤主要由材料的本征特性决定。光学材料内的多光子电离、雪崩电离、导带电子弛豫等一系列非线性过程,与材料的激光损伤过程密切相关。利用泵浦探测技术,采用中心波长为800 nm,重复频率1 kHz的飞秒激光脉冲,对Nb2O5/SiO2啁啾镜介质膜的内部与飞秒激光损伤相关的超快动力学进行了研究。发现强的泵浦光脉冲辐照结束后飞秒乃至几十皮秒的范围内,啁啾镜对探测光的反射率有一定程度的下降。反射率降低的主要原因是泵浦光在介质膜的Nb2O5层内激发的大量的自由电子对探测光吸收所致,且该过程对激光诱导损伤过程起主导作用。通过反射率的变化,对其介质膜内导带电子弛豫过程进行探究,测定得到其衰减寿命,分别为1.31、6.88、22.34 ps。     

飞秒激光多脉冲烧蚀过程中飞秒时间分辨电子状态的观测研究

为研究飞秒激光加工硬脆透明材料时存在的“微裂纹”与“诱导条纹”等共性工艺问题，利用飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像技术，对飞秒激光多脉冲烧蚀石英玻璃过程中的电子动力学过程进行成像，分析了激光脉冲电离材料初期（700 fs之前）等离子体丝的演化情况。多脉冲诱导微结构的存在使成丝区域分布在微结构的两侧与光脉冲传播的轴线方向，前者主要是由微结构侧壁对光脉冲的折射造成的，而后者则是由微结构底面与侧壁形貌不同导致的光程差引起的。实验结果揭示了多脉冲加工过程中脉冲串诱导微结构对后续光场的重塑效应，该效应影响了等离子体成丝区域与能量沉积的分布，这是共性工艺问题产生的核心机制。     

基于波前倾斜的太赫兹单次测量研究

太赫兹单次测量技术可以对一些超快不可逆过程进行快速测量,在蛋白质变性、核爆模拟分析等领域具有广阔的应用前景。从飞秒激光放大器发出的光脉冲分成两束并分别经过两块光栅产生波前倾斜,一束作为抽运光激发铌酸锂晶体,基于光整流效应产生高功率太赫兹波;另一束作为探测光,采用正交平衡探测法探测。利用该光路产生太赫兹脉冲并对其进行单次测量,系统的时间窗口为16.8 ps,频谱范围覆盖0.1～1.6 THz。