激光频率标准

以分子吸收线作基准对激光频率(波长)进行稳定，稳定度很快就突破大关， 1973年达到了10^-12量极的水平。其后，这工作在美、苏、日、德、英、法等国展开，均确切地获得了10^-12~10^-13的稳定度，并尝试向10^-14目标进军。     

用红外激光吸收光谱学进行同位素分析

研究了用红外激光光谱学作为测量低丰度的稳定和放射性同位素的技术的可能性。提出了对于两种激光系统的理论考虑和初步实验结果：(1) CO2激光器的发射线和13C替代的乙烯的吸收线的一致可用来测定C2H4的13C浓度。（2)在CO2的旋-振带的4.3微米光谱区内发射的可调谐PbS二极管激光器可用来测定CO2的小样品中12C，13C, 16O，17O和18O的丰度。在性能最佳化时，高达10^-9~10^-19,的灵敏度看来是可能的，对于较高的丰度，精度为10^-3。这就可以进行地球物理同位素研究，而且这种技术有希望最终可用来测量长寿命放射性同位素的放射性。     

放电N2-CO混合激光器的性能得到改进

叙述了放电CO混合激光器，其中，N2在放电中受到振动激励，然后与冷的CO混合，在低压高马赫数管道中、于5.0和5.8微米之间发生激光作用。叙述了用宽21厘米、高1.3厘米管道进行的实验结果。获得的最大激光功率为720瓦，相当于效率7%和21千瓦（千克/秒)^-1的比功率。     

用连续CO2激光器在淡红银矿中产生二次谐波

探索了在以前指出的弱吸收波段内淡紅银矿非线性光学的可能性。使用了在9.2微米波长上振荡的10瓦连续CO2激光器。观察到的非线性与吸收值分别是(7.9±2.0)×10^-23(米·千克·秒单位制)和0.29厘米^-1。     

Co-TCPP包覆薄芯光纤的CO传感器

提出了一种基于Co-四(4-羧苯基卟吩)(Co-TCPP)金属有机框架的马赫-曾德尔结构CO传感器。该传感结构在两段薄芯光纤以及薄芯光纤与单模光纤之间熔接粗锥，将Co-TCPP涂覆在薄芯光纤表面。Co-TCPP的纳米片状形貌和多孔微结构，使该传感器不仅易于与光纤粘附，还对CO有较强的吸附能力。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、热重分析等表征分析敏感材料Co-TCPP的结构、形貌和性质。结果表明，该传感器对CO质量分数的灵敏度为0.0497 dB/10^-6，对质量分数-光强的拟合度高达0.99148,CO质量分数为40×10^-6时的响应时间约为120 s，且对CO具有良好的选择性和时间稳定性。     

电致电离激光器

本文分析了激励气体激光器工作物质的电致电离方法。由外部电致电离辐射源使稠密的气体介质产生导电性,这样,当电流通辻气体时,其能量变成分子工作能级的激励能量。讨论了能量进入电致电离气体激光器激活介质的劲力学及激光器工作能级的激励。列出了研究于混合气体CO2:N2:He的压力达50大气压时工作的电致电离CO2激光器的实验结杲。在脉冲持续对间为~10^-7秒对,达到的报荡此功率为~10⁶瓦/厘米³。列举了电致电离CO2激光器的电流、閩值和能量的特性;它的放大系数与压力及混合气体成份的关系;以及它的辐射光谱。讨论了频率平稳重调的和大功率超短脉冲振荡的可能性。     

高振动激发态KH(X1Σ+, V=14-21)与CO2碰撞中的振动-转动能量转移

利用泵浦-探测技术研究高振动激发态KH(V=14-21)分子与CO2的振动-转动碰撞转移过程。脉冲激光激发KH分子至高位振动态，与CO2发生振动-转动能量转移，使CO2高位转动态得到布居，通过测量CO2(0000，J)转动态分布，得到其平均转动能和平均转动能变化，发现振动量子数V从14增加至21时，CO2平均转动能变化增加了2.33倍；测量CO2转动能级的多普勒增宽吸收线，得到V=14和20时，其获得的平均平动能大体随J增大而线性增大；最后，在单一碰撞条件下，测量KH(V=14-21)与CO2(0000，J)的振动-转动碰撞能量转移速率系数，结果显示V=19的总碰撞速率系数是V=14的4.5倍，而V>19则呈下降趋势。     

用于受控热核聚变的光致离解激光器

1961年 C. Γ. Pаутиан等提出了光致离解激光器的特性是吸收泵浦辐射带足够宽（~10³厘米^-1)，这接近于固体激光的吸收带，同时包。含有较窄的荧光光谱线10^—2~10^-1厘米^-1,这就有可能获得较髙的增益系数和较低的振荡阈值。     

对热核聚变靶进行球形加热的12路大功率激光装置“Deifin”

本文描述了对热核聚变靶进行高温球形加热的12路大功率激光装置“Delfin”。装置包括具有最终的光能量1万焦耳、光脉冲持续时间10^-10~10^-9秒和辐射的发散度约5×10^-4弧度的钕玻璃激光系统，用于激光辐射和等离子体相互作用的真空室，以及研究激光参量和等离子体参量的一套诊断系统。激光系统的光学方案和结构特色正在考虑。分析了不同的辐射聚焦方案，描述了照射靶的高度球对称“Delfin”聚焦系统，这种系统允许在靶面达到的最大通量密度为10¹⁵瓦/厘米²。激光等离子体研究的一些最重要问题和解决这些问题的一般诊断法正在考虑。     

用ZnGeP2晶体进行CO2、CO激光频率转换

苏联托木斯克大气光学研究所一个科学家小组，对CO₂、CO激光辐射转换为2.3到3.1微米波 段的辐射的工作作了进一步开拓。该组组长尤里·安德里耶夫首次报道，使用ZnGeP2晶体可产生CO激光二次谐波。8.5瓦的LGN-706型CO激光器可发射0.2到1.1毫瓦的二次谐波，效率为2.5~10×10^-3%。该组还指出产生CO2四次谐波的更高效率。使用ZnGeP2晶体，四次谐波的总效率达到0.1%左右，第二级的倍频效率高达2%，这是迄今为止公开报道的最高纪录。     

原子反应堆中的CO2激光器

苏联莫斯科国立大学核物理研究所的研究人员在CO2激光器的组合激励实验中用脉冲核反应堆作为大体积气体的电离源。反应堆中心通道中的热中子流密度为~5×10¹⁶中子·厘米^-2·秒^-1,脉冲宽度为~1毫秒。激光器置于反应堆的中心通道上,内充几个大气压的CO2+N2+He3混合气体。激光脉冲能量约1焦耳。可以认为,在几微秒量级的气体加热时间内实现振荡。电流对时间的依赖关系的理论计算与实验结果很好地符合,并且证明了关于振荡过程中放电体积变热的假设。     

基于指向误差与不同噪声的星地激光通信系统误码性能分析

为了研究在大气湍流、指向误差以及各种噪声的共同影响下的星地激光通信系统平均误码率性能，采用Gamma-Gamma信道模型，建立了大气湍流与指向误差的组合衰减模型，并结合各种噪声推导出关于组合衰减模型的星地激光通信系统平均误码率的闭合表达式。研究结果表明，当卫星轨道高度为400 km、天顶角为45°、波长为1 550 nm以及等效波束半径和指向误差位移标准差(抖动)的归一化比值为4时，总噪声、热噪声、背景噪声对应的平均误码率分别为1.519×10^-7、6.907×10^-8、1.357×10^-8。     

冷电离CO激光器的研究——II. CO与缓冲气体混合物的振荡

研究了CO与氦和氮混合物工作的低温脉冲电离CO激光器的阈值、能量、时间和光谱特性。实验装置的激活体积~5升，激发的持续时间30~300微秒，工作气体的密度≤1.5阿码。表明，激活介质冷却温度80~100K时，放大率可以增加到1.5×10^-2厘米^-1，能量密度增加到~100焦耳/(升·阿码），效率达到35%。当密度为0.5阿码时，辐射能量达到~250焦耳，而密度1.5阿码时，为400焦耳。在4.95~5.5微米的波段中观察了振荡。在增加泵浦能量和缓冲气体的浓度时，振荡光谱移向短波段。在固定激发脉冲的持续时间~100微秒时，将氮混合物中CO的浓度减少到2.5终，可以使辐射脉冲（半高度）的持续时间从~100微秒（纯CO的）增加到~3亳秒。理论计算结果和其他作者的实验数据进行了比较。     

高速重复微微秒YAG:Nd激光系 统及其宽频带可变波长

近年来，使用10^-11~10^-13秒的时间宽度极短的光脉冲微微秒光谱学，多以液体和固体为对象进行。为此目的，研究了各种技术，但最基本的是研制可以稳定地，并可能重复振荡、时间宽度短而质量高的光脉冲激光器。但是还难以说这种技术已充分过关了。     

基于小波分析的光栅振动传感匹配检测方法

光栅传感技术具有灵敏度高、测量精度高的优势,采用光栅传感检测振动信号的方式在结构振动测量方面具有广泛应用。研究基于小波分析的光栅振动传感匹配检测方法,将检测振动传感的过程视为匹配光栅解调过程,采用小波阈值去除振动信号噪声,在不同尺度中选取合理阈值,高于阈值的小波系数即为小波预测系数,得到小波预测系数后,依据小波逆变重构去噪信号;基于匹配光栅检测信号原理设计基于单片机的匹配解调系统,解调去噪后的振动信号为光信号,完成光栅振动传感匹配检测。测试结果显示:该方法去噪均方根误差仅为1. 2×10^-3;匹配光栅解调灵敏度高达2. 46×10^-3pm,解调精度相比同类方法高约20%,是一种高性能的光栅振动传感匹配检测方法。     

远紫外电离层高光谱成像仪杂散光抑制研究

电离层空间环境复杂，紫外波段辐射能量微弱，如何抑制远紫外高光谱成像仪杂散光是研究远紫外电离层高光谱载荷的重要环节。依据系统技术要求，给出单超环面光栅型高光谱成像仪杂散光抑制方法，首先分析杂散光的主要来源和传播路径，利用UG软件设计消杂光结构，使用LightTools软件仿真不同视场和不同光栅衍射级次下接收面的能量响应，评估杂散光抑制效果。结果表明：视场外杂散光能量和视场内光线能量量级相差10^-5～10^-7，光栅非工作衍射级次光线能量和工作级次能量量级相差10^-6～10^-8，中心波长处光谱杂光系数为0.9975%，所提方法满足空间远紫外高光谱遥感指标要求。     

光纤SPR传感器参数对折射率测量灵敏度的影响

为了研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器参数对折射率测量灵敏度的影响，采用双频激光外差干涉相位测量光路结合光纤型SPR传感器进行了折射率测量，并对光纤SPR传感器不同纤芯直径对传感器灵敏度影响进行了分析。在光纤SPR传感器适应的折射率范围内，分别使用纤芯直径为300μm的光纤和400μm的光纤，测量不同质量分数下的甘油、蔗糖、氯化钠溶液的相位差，并计算对应折射率；分析了在传感器适用的折射率范围内，各溶液质量分数与折射率之间的关系，并对理论结果进行了实验验证。结果表明，纤芯直径越小，传感器灵敏度越高，灵敏度可达10^-5量级；密度越高，测量中的稳定性越高，最大相位差标准差为0.145°;分子量越大，精度越高，蔗糖的测量计算值与阿贝折射仪标定值之间的差值最大为0.52×10^-4。该研究为光纤SPR传感技术的进一步研究及应用提供了较好基础。     

V形结构离轴积分腔吸收光谱测量装置设计与研究

以2μm窄线宽分布式反馈(DFB)激光器为光源，搭建了一套新型V形结构离轴积分腔吸收光谱实验装置。利用LightTools光学仿真软件对实验光路进行模拟仿真和优化分析，获得了V形腔内的高反射镜表面光斑分布规律，选择合适的入射角度可很好地提高镜面利用效率，并进一步确定了在V形结构双边对称且单边臂长为25 cm的情况下，腔体最佳夹角为23.06°。根据设计加工腔体并搭建吸收光谱实验装置，使用体积分数为400×10^-6的CO₂标准气体在4991.258 cm^-1处对装置进行了实验研究，标定了高反镜的实际反射率和V形腔的有效光程。通过测量装置的Allan方差评估了实验装置的性能，实验结果表明，当平均时间为375 s时，装置检测限可达0.35×10^-6。利用该装置在4986.9955 cm^-1处对室内NH₃分子进行测量，获得了NH₃的吸收谱线，同时使用Savitzky-Golay算法对光谱数据进行平滑处理，获得了46.06的信噪比，展示了V形结...     

超短激光脉冲

我们所说的超短脉冲是指那些持续时间约为10^-13秒到几十个微微秒的光脉冲。由于估计到这种光脉冲可用来研究超高速物理及化学过程,这就推动了获得这种脉冲的研究工作,而且结果很好,在1962年可得到的最短脉冲是10^-8秒,而在1968年便获得了10^-13秒的脉冲,功率达10¹²瓦。取得进展的主要原因是“锁模”方法的成熟,采用这种方法可以安排激光器轴向模之间的相位关系。这里,我们将讨论产生与测量超短脉冲的方法。然后考虑它们在各方面的用途,例如研究受激散射,测定激励志的寿命,以及产生高温等离子体等。     

傅里叶红外系统监测大气中温室气体的污染特征

研制了一套90 m的开放光路傅里叶变换红外光谱(OP-FTIR)温室气体分析测量设备，并利用该设备开展了CO₂、CH₄和CO质量浓度的高精度检测。OP-FTIR系统反演CO₂、CH₄和CO的光谱区域分别为2102～2250 cm^-1、2920～3140 cm^-1和2172～2210 cm^-1。以采集到的中红外吸收光谱为反演基准，开展了与Picarro温室气体分析仪的对比测试。选取测量期间10 d的数据，研究了温湿度、风向风速与环境大气中CO₂、CH₄和CO质量浓度的关联度，并详细分析了污染物的日变化特征。实验结果表明：研制的OP-FTIR光谱系统监测温室气体质量浓度具有较高的可靠性；温度、相对湿度、风速和风向对当地污染物质量浓度影响显著；CO₂、CH₄和CO质量浓度的时序变化具有明显的周期性变化趋势。将CO、CH₄质量浓度分别...