飞秒激光导致透明介质的结构改变

超短脉冲激光是对物质进行加工、处理的有力工具.使用脉冲宽度150 fs的不同能量的800 nm激光脉冲,在不同数值孔径的聚焦条件下,对各向同性的光学物质(熔融石英和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))进行了单个激光脉冲所形成的光损伤实验研究.检测了激光脉冲在这两种介质中的能量损伤阈值和形成的损伤位点的形态.研究了高强度飞秒激光脉冲在熔融石英和PMMA介质体内所形成的几种结构改变,从局部的小折射率改变到形成微爆结构.得出了PMMA比熔融石英更适合用作飞秒激光的三维光存储材料的结论.讨论了飞秒激光脉冲与透明介质的非线性相互作用.     

Curing of Epoxy Resin Induced by Femtosecond Laser Pulse

The possibility of curing of epoxy resin induced by femtosecond laser beam was explored through choosing different initators.Absorption spectroscopy, infrared spectroscopy（IR）,stereomicroscopy and scanning electron microscopy（SEM0 were applied to analyze the structure of epoxy resin systems after irradiation with a femtosecond laser beam.The experimental results show that the epoxy resin systems containing diaryliodonium salts can be cared by irradiation of femtosecond laser pulse,while the systems containing benzoing can not be cured.It is found that diaryliodonium salts decompose under the irradiation of femtosecond lase pulse through multi（two）-photon absorption,initiating the ring-opening polymerization of epoxy resin.And the appearance of cured area has a sheet structure consisting of many tiny lamellar structures.     

超短强激光场中双原子分子的振动布居转移

利用含时量子波包的方法从理论上研究了超短强激光场中双原子Na2分子的选择振动激发。改变激光脉冲的强度可以实现对分子振动激发的选择性控制。在较弱激光强度下,布居被激发到较高振动能级上;增强激光强度,布居则被转移到较低振动能级上。振动布居选择性激发可以用绝热光诱导势能面的概念解释。     

飞秒激光加工K24高温合金的仿真与试验分析

为探究飞秒激光与K24镍基高温合金的作用机理,应用普朗克方程与菲涅尔公式,推导出K24反射率与吸收率随激光脉宽的变化曲线.利用固体力学的线性假设方程,推导出K24高温合金的晶格热容和电子比热.结合简化的一维双温模型,采用有限差分法解析单脉冲飞秒激光与K24高温合金作用过程中电子和晶格的温度变化,基于K24高温合金的蒸发温度推导得出单脉冲飞秒激光作用下合金的理论蚀除深度.用较低频率的激光进行了验证试验.用正交实验分析激光平均功率、焦点进给距离、扫描次数、扫描速度等工艺参数对加工微孔形貌的影响规律.结果表明:扫描速度对加工微孔形貌的影响最大,进给距离次之,而激光能量和扫描次数对微孔形貌的影响较小.研究结果为飞秒激光对高温合金的高质量微孔加工提供了理论和实验基础.     

利用光谱法测量飞秒激光脉冲宽度研究

基于光谱法对飞秒激光振荡器的脉冲宽度进行了测量,并与自相关仪的测量进行对比。研究结果表明光谱法与自相关仪测量的脉冲宽度值相吻合,建立一种实验室内飞秒激光脉冲宽度的测量方法。     

Adsorption behaviors of gas molecules on the surface of ZnO nanocrystals under UV irradiation

A UV-activated room temperature chemiresistive gas sensor based on ZnO nanocrystals film was fabricated. Its gas sensing properties under various conditions were also investigated in detail. The results shed new insight into the adsorption behaviors of gas molecules on the surface of Zn O nanocrystals under UV irradiation. The chemisorbed oxygen species(O_2~-(ads)(hv)) induced by UV light govern the adsorption and desorption ways of other gas molecules on the surface of ZnO nanocrystals, which is dependent on the electron affinity of gas molecules. Gas molecules with higher electron affinity than oxygen molecules can be adsorbed on the surface by the competitive adsorption way, extracting electrons from the surface. Gas molecules with lower electron affinity than oxygen molecules are attracted by the adsorbed O_2~-(ads)(hv)layer, releasing electrons to the surface. These processes can influence the gas sensing properties of the sensor. Our findings will pave the way for the fundamental understanding and design of UV-activated gas sensor in the future.     

飞秒脉冲的激光损伤及微加工

飞秒激光脉冲是对光学物质进行各种处理的最有效的工具。飞秒激光脉冲与光学物质的相互作用具有较低的激光损伤阈值、有限的热作用范围和高的加工精度等优点。章讨论了超短脉冲激光导致物质损伤和消融的物理机理，对短脉冲和长脉冲的消融机理进行了对比，介绍了飞秒脉冲产生的啁啾脉冲放大(CPA)技术；飞秒脉冲激光在逐位式光数据存储、对光学物质进行报加工和制作光子元件(如波导等)的应用实验。总结了对飞秒脉冲激光在光学物质相互作用中的应用前景。     

飞秒脉冲激光制备的As2S3光纤光栅的特性

利用在800nm飞秒脉冲激光照射下光敏AS2S，光纤具有的双光子吸收特性制备光纤光栅，光纤光栅的周期由飞秒激光脉冲与AS2S，光纤的夹角调制．还分析了光栅结构及其Bragg反射特性．     

飞秒激光切割CFRP质量实验及模拟研究

为了探究飞秒激光切割碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的主要影响因素,采用控制变量法探究了不同能量密度和光斑重叠率对热影响区宽度、表面粗糙度及切缝锥度的影响规律,基于双温方程,采用时间差分法模拟了飞秒激光与碳纤维相互作用时电子-晶格的温度场演变过程。实验结果显示:在脉冲频率不变条件下,提高激光功率可使切缝热影响区宽度增加,粗糙度及切缝锥度加大,切割质量下降;在固定激光功率并单一提升脉冲频率条件下,切割质量随脉冲频率增加而降低并趋于饱和。模拟结果显示:能量密度越大,电子和晶格的平衡温度越高,达到热平衡所用的时间越长,热效应越明显。分析指出光斑重叠率和脉冲能量密度是影响加工质量的两个重要因素,激光功率及脉冲频率的改变可改变脉冲能量密度和光斑重叠率,间接影响加工质量。     

超短脉冲激光及其应用

介绍超短脉冲激光技术发展水平、飞秒激光技术发展趋势和超短脉冲激光应用。     

内嵌式微球透镜的光纤飞秒激光加工技术及应用

利用聚焦的高重复频率飞秒脉冲在聚甲基丙烯酸甲酯薄片内部制作了具有优良光学性能的微球凸透镜及微球凹透镜.微球凸透镜的加工原理是基于飞秒激光诱致折射率变化机制,而微球凹透镜的制作是基于多光子效应及高重频激光脉冲序列的热积累效应.以微球凹透镜为例,对比了不同聚焦条件下制作微球透镜的加工效率及效果,讨论了选择聚焦透镜所需综合考虑的因素.提出了采用本方法可针对特定的应用需求设计并精确制作微光学系统.最后,讨论了内嵌式微透镜在微流控器件中增强荧光信号收集能力与成像能力的潜在应用价值,以及单步制作功能集成的微流控芯片的可能性.     

自锁模飞秒Cr~(4 ) :forsterite激光器(英文)

飞秒Cr4 :forsterite激光器可工作在 1 1 8～ 1 30 6 μm区域 ,广泛应用于光通信、生物医学和激光光谱学等领域 .本文介绍了四镜折叠腔的设计、像散补偿以及自锁模的实现 ,报道了自锁模飞秒Cr4 :forsterite激光器的运转特性 .在吸收泵浦功率 8 0 4W时 ,获得了 36fs、 2 80mW的功率输出 ,中心波长 1 2 46nm .     

半导体可饱和吸收反射镜的损伤机制研究

随着超快激光器向高功率、高脉冲能量发展,半导体可饱和吸收反射镜（SESAM）的损伤机制和高阈值SESAM的研究必不可少,本文用热像仪对高功率超快激光器中工作的SESAM进行热成像,得出不同腔型、不同功率超快激光器中工作的SESAM的热成像图。用平均功率约为83W,单脉冲能量约为24μJ,重复频率为3.4MHz的高功率超快激光器发出的激光脉冲作用于SESAM时,观察到了SESAM表面的热损伤,并用干涉测量法对其表面进行面形分析。     

毫秒脉冲激光诱导金属铝等离子体膨胀研究

基于马赫泽德光学干涉法对毫秒脉冲激光诱导铝等离子体膨胀过程进行了研究。利用高速相机获得了铝等离子体膨胀图像,给出了等离子体膨胀距离和膨胀速度随时间以及激光能量的演化曲线。实验结果表明,毫秒脉冲激光诱导铝等离子体膨胀过程伴随着较强材料溅射,激光脉冲能量对等离子体膨胀速度时间演化曲线有一定的影响。在80J激光能量作用下诱导的铝等离子体膨胀速度为141.2m/s,产生了激光支持燃烧波。     

啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输的影响

采用广义非线性薛定谔方程描述啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输特性的影响,利用对称分步傅里叶方法通过求解方程,数值计算了有无啁啾情况下相同脉宽和功率、不同入射波长飞秒脉冲在光子晶体光纤中的传输,对比不同色散区飞秒脉冲波形的演化及超连续谱的产生。结果表明,较低功率时,反常色散区和零色散区,初始啁啾对于孤子的快速形成和传输具有重要的作用,而位于正常色散区时,啁啾破坏了脉冲形状,不利于脉冲的传输。反常色散区和正常色散区啁啾有利于频谱的展宽;零色散区,啁啾对频谱展宽影响不明显。较高功率时,频谱展宽主要受功率影响,啁啾对频谱展宽作用不大。这些结论对于脉冲传输和超连续谱系统优化设计和控制具有理论指导意义。     

飞秒激光耐高温光纤光栅传感器的制备

针对传统光纤光栅传感器由于折射率调制量导致温度稳定性差的缺点,利用了飞秒激光诱导折射率变化的机理制备了一种耐高温的光纤光栅温度传感器. 首先采用800 nm飞秒激光结合相位掩膜板法在标准通信光纤上写制了光纤布拉格光栅传感器,然后通过高温退火实验对该传感器在900 ℃下的温度稳定性进行了测量,最后采用线性拟合的方法得到了传感器的温度灵敏度系数. 实验结果表明,该传感器在900 ℃下具有较好的温度稳定性,在温度为100 ℃到900 ℃范围内温度灵敏度系数达到1.27×10-11 m/℃.     

定制非周期极化LiNbO3中多频率THz波的产生

描述一种非周期极化结构晶体中多频率太赫兹辐射波的产生.在此非周期结构的LiNbO3,超晶格中,基于飞秒脉冲二阶非线性光学整流效应,模拟多频率模式的太赫兹波形.通过选择最佳畴宽度,得到转换效率基本相等的3个主要太赫兹频率模式.该方法对多频率模式的个数无限制,且有助于多频率激光器中超晶格晶体的设计.     

脱附的分子动态特征和几率分布研究

本文根据分子动力学方法,计算了N原子从W(001)表面的脱附过程.结果给出了脱附过程中的几类分子动态特征,以及态—态过程的脱附几率。根据计算结果,考察了各类脱附几率的变化和分布规律。     

Threshold Determination and Analysis of Laser Pulse Range Finder

Under different conditions, the highest detection probability should be acquired while receiving laser echo during laser pulse range finding. The threshold voltage of the signal detection can be set corresponding to dif-ferent conditions by using resistor network. As a feedback loop, automatic noise threshold circuit could change the threshold voltage following the noise level. The threshold can track the noise closely, rapidly and accurately by adopting this combination. Therefore, the receiving capability of laser echo receiving system will be maximized,and it can detect weaker laser pulse from noise.     

激光脉冲信号在噪声中探测

在激光脉冲探测系统中,如何抑制噪声提高探测概率是十分重要课题.本文介绍一种典型探测电路,并论述了在白噪声中探测脉冲信号时如何确定信噪比和鉴幅阈值.