激光辐照平面靶产生的二次谐波结构

一、实验布置 用六路钕玻璃激光器中的一路进行实验,激光输出能量为5～10焦耳,脉宽100微微秒,激光进入靶室之前由检偏器检偏,偏振度达98％以上,并使用旋光片产生在入射平面内的P偏振及垂直于入射平面内S偏振两种偏振光,以0°、10°、20°、30°、45°等不同入射角对平面铝靶及2微米、3.5微米铝箔进行辐照,用光栅光谱仪拍摄反激光二次谐波(5300(?))的光谱,从拍摄的大量的二次谐波照片中可观察到谱线的频移加宽、精细结构与空间细丝分裂现象。     

100GW皮秒脉冲激光与铝膜相互作用的谐波及反射光偏振性质

1　引言近来对皮秒和飞秒强激光作用下的固体表面谐波振荡已有许多理论和实验研究。这种过程在整个激光脉宽范围内具有相同的性质 ,p偏振辐射转换为谐波辐射的效率大大超过 s偏振辐射的转换效率。同时观察到转换效率随着谐波级次增大而相继降低。强度至 1 0 1 6W/ cm2时 ,谐波辐射的发散度接近激光辐射的发散度。参数 Iλ2 >1 0 1 8W· μm2 / cm2 (式中 I为激光强度 ,λ为辐射波长 )时 ,观察到谐波的各向同性分布。此结果是在对比度～ 1 0 - 6时得到的 ,看来所使用的强度对于产生电子密度的锐梯度是不够的。同时知道 ,转换效率与偏振的关…     

强激光束在均匀光学材料中的空间分裂所引起的周期性破坏

在早期的六路激光等离子实验装置中,我们观察到在末级棒状放大器中的强激光束的空间分裂现象,并在放大棒的端面附近产生周期性破坏。我们用局部自聚焦的扰动理论对这一现象进行了解释,并测得钕玻璃的非线性折射系数n_2。     

空气中双色场激光诱导三次谐波随时间延迟变化特性的理论研究

理论研究了当基频光(0ω)和倍频光(2ω0)之间的时间延迟改变时,所产生的三次谐波(THG)的光谱特性。研究结果表明,空气中双色场飞秒激光诱导三次谐波的强度随基频光与倍频光之间的时间延迟而变化,并呈现周期性的调制现象。理论分析指出这是由于基频光的三倍频过程和基频光与倍频光的四波混频(FWM)过程两种物理机制所产生的三次谐波发生了干涉现象。同时研究了基频脉冲与倍频脉冲的啁啾和自相位调制(SPM)对于所产生的三次谐波光谱分布的影响。该研究为双色场飞秒激光诱导三次谐波的相干控制提供了基本的理论依据。     

空间均匀和非均匀场下H2+辐射谐波的空间分布

为了了解H₂+分子辐射谐波的空间分布,采用数值求解非玻恩-奥本海默近似的薛定谔方程,进行了空间均匀和非均匀激光场下H₂+分子谐波辐射的空间分布研究。结果表明,在空间均匀场下,正向H核辐射谐波强度高于负向H核;在空间非均匀场下,由于金属结构表面出现的等离子共振增强现象,谐波截止能量得到延伸;负向H核辐射谐波强度明显高于正向H核,随后通过电离几率、电子布局、电子波函数以及谐波辐射的时频分析可以给出H₂+分子谐波空间分布的合理解释。通过叠加谐波谱上的谐波,可获得一个脉宽为36as的超短孤立阿秒脉冲。该研究对分子谐波的空间分布及阿秒脉冲的输出是有帮助的。     

借助光栅测谱中高级次谱判断强激光场作用时的有效功率密度

借助在X光波段高次谐波辐射谱测量过程中 ,根据单色仪光栅分光的作用 ,产生的 2 3级次 (34 5 6nm)谐波谱的二级次谱 (6 9 1 3nm)的出现与否 ,判断了实验获得高次谐波谱的截止波长 ;从而根据高次谐波的理论 ,判断了强激光场与物质相互作用时 ,激励产生X光谱的有效功率密度为 1 0 0 7× 1 0 1 4 W /cm2 ,此时获得最大光子能量为32 81 7eV。它的准确判断和测量是研究实验获得谱线的来源和强度的基础数据     

利用非均匀抽运探测激光增强阿秒脉冲强度

为了增强高次谐波光谱及阿秒脉冲的强度，采用数值求解薛定谔方程的方法，理论研究了H₂+在抽运探测激光驱动下高次谐波辐射特点。结果表明，在抽运激光驱动下，H₂+首先被激发到多光子共振电离区间，进而增大电离几率; 随后在探测激光驱动下，谐波辐射强度得到增强; 当采用不对称非均匀激光场时，谐波截止频率可以进一步延伸，并且谐波平台区只由单一谐波辐射能量峰贡献; 最后通过叠加傅里叶变换后的谐波可获得脉宽在32as的脉冲。该研究对单个阿秒脉冲的产生是有帮助的。     

红外激光与远紫外激光场驱动H2+辐射谐波

为了了解H₂+谐波辐射的过程,采用数值求解非玻恩-奥本海默近似薛定谔方程的方法,理论研究了H₂+在10fs/800nm红外激光与6fs/30nm远紫外激光驱动下谐波辐射的特点。结果表明,谐波辐射的贡献主要来源于拉比振荡、多光子共振电离、电荷共振增强电离以及离解态电离;随着远紫外光的加入,谐波光谱呈现能量间隔为远紫外光子能量的多重谐波截止结构;当远紫外光与红外激光的延迟时间大于零或小于零时,谐波光谱呈现红移和蓝移的现象。该研究对理解分子谐波辐射过程是有帮助的。     

高增益谐波发生器式自由电子激光器

演示了高增益谐波发生器式自由电子激光器，我们采用激光种子源的自由电子激光，经纵向杆干，放大和傅里叶变换限制在种子源激光的谐波输出，种子源二氧化碳激光在波长10.6μm产生饱和，在二次谐波波5．3μm输出放大的自由电子激光，实验证明将这种技术和方法应用到光谱的真空紫外区的理论基础，推广这种方法的最终目的的提供产生非常强的高度相干硬X射线源。     

Nd:YAG激光器谐波的模锁

本文叙述了Nd:YAG激光器的N次谐波模锁的实验和理论结果,本实验用的是内腔相位调制器,该调制器在N=2、3、4和5倍于基频c/2L上工作。得到的模锁光谱带宽取决于调制频率、调制深度和激光谐振腔的损耗,并与资料[5]对高斯型脉冲的分析十分一致。在所有情况下在N(c/2L)上调制时,产生的脉冲重复频率也均为N(c/2L)。     

静态气体相位匹配高次谐波研究

对低能量飞秒激光脉冲和静态氩气相互作用下产生相位匹配高次谐波进行了实验研究.在激光脉冲能量为0.55 mJ的情况下.获得了转化效率1×10-7的相位匹配27次谐波.分析了高次谐波光谱在不同氩气压强下的蓝移和展宽特性.并且观察到高次谐波的源尺寸在相位匹配条件下明显增大现象.     

PICTS方法研究SI-GaAs中深能级缺陷性质

本文用 PICTS方法配合退火实验对各种 LEC SI-GaAs材料的缺陷进行了测量,对照文献已有的各种结果,分析和讨论了一些缺陷的成因和可能结构.认为其中的W_1 可能是与As_(Ga)有关的 EL3缺陷,W_4为热应力产生的缺陷.P_1 与V_(Ga)有关.在原生富砷样品的PICTS谱中存在负峰N,实验发现它的存在与样品表面状况无关.若考虑该缺陷同时与两种载流子作用,理论计算与实验符合较好.在有些样品中用PICTS方法观察到EL2峰,对于原生样品,发现经快速退火后EL2的体内浓度减小.     

免标定波长调制光谱在气体温度和浓度测量中的应用

可调谐二极管激光吸收光谱在诸多领域有广泛的应用,但因为基线获取的困难,在高压、强干扰条件下的测量存在困难。波长调制光谱的理论显示,一次谐波信号（1f）和二次谐波信号（2f）包含了初始光强和光电探测器增益两个公共项。通过一次谐波信号归一化的二次谐波（2f/1f）信号,消除了信号强度与光强的相关性,可得到吸收光谱的绝对强度及温度等信息。通过测量激光调制参数,结合已知光谱参数可通过数值仿真得到理论的2f/1f 信号。利用数值锁相算法,可以实现频分复用的免标定波长调制光谱测量,实验显示,当恒温池设定温度为600 K、700 K 和800 K 时,光谱测量温度与热电偶测量值偏差小于2%,该方法具有可靠性和更强适应性。     

啁啾场调控的高次谐波空间分布及孤立阿秒脉冲产生

理论研究了氢分子离子在波长800nm短周期啁啾脉冲方案下的高次谐波发射与孤立阿秒脉冲产生。经计算发现,当选取合适的啁啾参数时可以限制高次谐波同时由两核发射,从而减弱其空间的相互干涉,得到光滑连续且只有单核贡献的高次谐波谱平台区域。当啁啾参数β=6、激光脉冲半峰全宽τ0=5fs时,通过在单核贡献的连续谱上截取100阶谱线宽度合成了持续时间约为98as的孤立阿秒脉冲。同时通过另一组参数计算也验证了当两核对高次谐波谱均有贡献时,不利于阿秒脉冲的产生。讨论中使用了经典的回碰动能图和时频分布图来解释高次谐波谱发射的物理机制。     

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。     

通信光纤中二次谐波的产生

本文详细介绍通信光纤中二次谐波产生(SHG)的研究进展,包括SHG的实验研究和理论分析。按非线性光学原理,各向同性石英光纤介质中不能产生二次谐波。但最近研究表明,在强泵光作用下,掺杂Ge、P、F或稀土元素等的石英光纤中,观察到了高效率的SHG。在理论上,提出了自组织非线性相位匹配理论、自写交变X~((2))光栅理论和cekenkov辐射理论,以解释石英光纤中的二次谐波产生。     

H2+和D2+谐波强度与波长的关系

为了了解H₂+及其同位素分子谐波光谱效率与激光波长之间的关系,采用求解2维薛定谔方程的方法,理论研究了600nm~1600nm激光波长下H₂+和D₂+谐波光谱强度随波长的变化关系。结果表明,光谱强度随波长增大而减小;在短波长区间,H₂+光谱强度减小的倍率要大于D₂+,在长波长区间,H₂+光谱强度减小的倍率要小于D₂+;此外,在弱光强下,H₂+光谱强度总是大于D₂+, 在强光强下,H₂+光谱强度在短波长区间小于D₂+, 而其在长波长区间大于D₂+; 核间距延伸和电荷共振增强电离在H₂+和D₂+谐波光谱强度变化上起到主要作用。这一结果对分子谐波调控是有帮助的。     

用自由电子激光产生高次谐波

布鲁克海文国家实验室与阿贡国家实验室已演示一种高增益谐波产生自由电子激光器 ,他们希望它能导致发展出硬 X射线激光。其原理论证实验已有叙述 ,在布鲁克海文用一 0 .5MW CO2 激光的 2 0 0 ps1 .0 6 μm脉冲作种籽脉冲。种籽脉冲在一次波荡器与 4 0 Me V电子束相互作用 ,产生能量调制。色散磁铁将此能量调制转化为相干空间密度调制 ,在第二波荡器产生 5.3μm相干光。研究者计划用 Ti∶宝石激光器的 2 6 6nm的三次谐波作种籽 ,输入该装置 ,产生真空紫外光。进一步的实验可使用更多的增益级 ,使输出提高至 X射线区。用自由电子激光产生…     

Nd:YAlO_3激光器由温度引起的波长变化和反常性能

在激光激励荧光实验中,为了把HF分子激励到第二振动能级上,已使Nd:YAlO_3激光器在Nd~(3+)的~4F_(3/2)→~4I_(13/2)跃迁上运转。Nd~(3+)的这种跃迁和HF的一阶谐波光谱均位于1.35微米波长范围内。然而,为了达到共振,相对于Nd:YAlO_3在这一波长范围内的四条已知激光谱线来说,HF(υ=0→υ=2)能带内的吸收谱线位置需要     

高反Al2O3/SiO2膜内超快激光预损伤动力学过程

利用紫外飞秒激光光谱技术研究了Al2O3/SiO2高反射膜内的超快载流子动力学。通过实验,发现该反射膜Al2O3层的载流子动力学在紫外反射膜的激光诱导损伤中起着至关重要的作用。通过泵浦-探测实验,发现紫外飞秒激光与光学薄膜作用后,光学薄膜反射率有所下降,且探测光反射率变化的峰值在约2.3 ps的时间内从417 nm左右转移到402 nm左右。为了更好的解释激光诱导载流子动力学,一个具体的理论模型被提出来,该模型指出导带自由电子弛豫过程中与晶格相互作用,产生距导带一个光子能量的中间缺陷态,其初始电子密度影响了材料损伤阈值高低。通过该理论模型得出的激光损伤阈值数据和实验数据吻合得很好。