晶体与非晶体SiO_2的激光感应击穿

比较了晶体与非晶体SiO_2 1.06微米的击穿阈值。这两种材料显示出击穿阈值的高低与聚焦体积的大小有关,这与多光子加速的电子雪崩损伤机理一致。测量了非晶体石英和z轴切向晶体石英1.06微米激光感应击穿阈值与聚焦体积的函数关系。测量结果表明,在焦斑小(1/e~2半径ω_0≤10微米)时,这些试样的击穿阈值同聚焦体积成反比。击穿阈值对聚焦体积的依赖性在晶体石英更明显。些些结果同激光感应击穿的多光子加速电子雪崩模型一致。     

不同激光波长对KDP晶体损伤的研究

测量了KDP晶体在1.064微米、0.532微米和0.355微米波长上激光偏振方向与KDP晶体的光轴方向相平行和相垂直时激光损伤阈值。发现随着激光频率升高激光损伤阈值明显下降,这一实验结果表明KDP晶体中激光损伤主要是多光子电离击穿起主要作用。     

激光聚焦熔石英表面产生击穿的热力学效应分析

利用纳秒激光脉冲辐照熔石英玻璃产生击穿的方法,仔细观测了熔石英表面损伤的微观形貌,并基于激光击穿过程的热力学效应对损伤机理进行了研究。研究表明:激光脉冲能量的沉积主要是基于激光等离子体的逆韧致吸收效应,高温高压等离子体是导致熔石英玻璃损伤的主要因素;熔石英玻璃在击穿过程中伴随着温度升高、材料熔化、气化以及电离等过程,这些效应使得玻璃发生相变以及断裂,而冲击波效应会使得相变材料发生去除辐照区周围玻璃发生剥离而形成大范围的坑状破坏点。     

激光等离子体对BK7玻璃的损伤的特征研究

实验研究了ns激光脉冲聚焦到BK7玻璃表面发生电离时玻璃的损伤形貌,并基于激光等离子体的特性对损伤特征进行了分析.研究发现:激光击穿产生的激光等离子体具有高温高压的特性以及较宽的光谱分布,这些特性对脆性BK7玻璃的损伤特性有决定性的影响.激光等离子体发射光谱的波长分布远远小于入射激光的波长,其电离效应大大增强,使玻璃材...     

氟化物和氧化物薄膜对0.26～1.06微米的脉冲激光损伤阈值

测量了CaF2,MgF2,ThF4,MgO,Al2O3,TiO2,SiO2,HfO2和ZrO2薄膜的脉冲式激光引发损伤阈值。测量是在波长1.06微米、0.53微米和0.26微米进行的,脉冲宽度约为5毫微秒和15毫微秒(对1.06微米)。每一种材料的不同厚度的薄膜,都对每种激光波长和脉冲宽度,进行了损伤实验。薄膜厚度为1λ,1/2λ,1/4λ,1/6λ和1/8λ,其中λ=1.06微米。实验发现,对于大多数膜料,击穿与脉冲宽度的关系符合[脉宽]1/2曲线。也发现了一些例外:某些氧化物薄膜对于1.06微米的激光,其击穿能量密度实际与脉宽无关。氟化物薄膜和SiO2薄膜,其损伤阈值随膜厚增加而减小,这与膜层内部的电场变化并无关联(氧化物薄膜并不展现如此明显的厚度关系)。     

飞秒激光致双液滴光学击穿和等离子体分布研究

为了研究超短激光脉冲与双液滴相互作用过程中的光学击穿和等离子体分布,基于麦克斯韦方程组和电离速率方程,构建了飞秒激光与双液滴的瞬态耦合模型,使用有限元分析方法,对飞秒激光辐照微米量级双液滴的自由电子密度和光场分布进行了计算,得到了双液滴结构对液滴光学击穿和等离子体变化的影响。结果表明,第2个液滴的击穿阈值约为同等条件下单液滴击穿阈值的35%;等离子体的形态和击穿点的位置随双液滴间距发生变化,且在聚焦区域产生纳米等离子体射流;第2个液滴对激光能量的吸收随着双液滴间距的增加而减少;当分别使用满足击穿阈值的光强入射,双液滴吸收的能量约为单液滴的3%;第2个液滴对激光能量的吸收随光强增大而增大,能量吸收比例最终趋于0.01,仅为单液滴的1.5%。该研究为激光诱导水击穿和激光在大气中的传输提供了一定的参考。     

大功率激光的传输

大功率激光束在大气中传输时受多种因素的影响,其中最主要的是吸收、散射、湍流(引起光束扩展及漂移)、热晕(敷霜)和气体击穿。本文用简易模型来说明各种大气因素如何通过其与激光波长和时间工作方式(连续波或脉冲式)的依赖关系影响大功率应用中最佳激光器的选择。这里给出从0.34～10.6微米七种普通激光波长在海平面上传输的结果,证明在典型湍流和气悬体散射条件下以中红外辐射波长为最可取。在较长的10.6微米波长中,由于分子吸收较强而以热晕为主,在较短波长处以湍流感应下的光束扩展、气悬体吸收以及散射效应为主,并且限制着仅在衍射效应基础上所予料的辐射的增长。     

纳秒激光在水和金纳米球溶液中的光致击穿研究

利用等离子体成像、散射光检测技术综合研究了聚焦的纳秒激光在去离子水和24nm粒径的金纳米球溶液中的光致击穿现象。随着激光能量的增加,强击穿过程中产生的明亮等离子体区域增大,且沿轴向逐渐产生多个明亮等离子体区域,即多点击穿;同时,产生的明亮等离子体区域沿光轴方向的延伸具有不对称性,低浓度的金纳米球溶液中更加明显。弱击穿通常只发生在激光能量比较低的情况中,激光能量到达一定阈值时,只出现强击穿。低浓度的金纳米球溶液能显著降低光致击穿所需的最低能量;而金纳米球浓度增加,光致击穿所需能量增加。与去离子水中相比,金纳米球溶液中的光致击穿更容易获得亚微米尺度的空化气泡,且产生的空泡尺寸更加稳定。     

硅光电池的激光损伤机制

研究了激光对硅光电池的损伤，实验表明，损伤前后的饱和开路电压相等，损伤程度取决于损伤面积，损伤后伏安曲线变得平直，说明文献［１］提出的锑化钢光伏型探测器激光损伤的并联电阻模型有普遍意义。实验还发现激光损伤将导致反向击穿电压降低。     

高功率脉冲激光眼科医疗物理机理的实验研究

利用光学干涉方法研究了调Q-YAG激光引起眼模型击穿过程,表明冲击波的机械作用是导致虹模局部分裂穿孔的根本原因。通过对等离子体屏蔽现象的实验,得出等离子体屏蔽作用和入射激光聚焦角度大小是保护视网膜不受损伤的两个重要因素。     

在大照射光斑下红外光学材料的尺寸效应和激光稳定性

光学材料的激光击穿阈值与照射体积关系的定量表达式在文献中叫做“尺寸效应”。根据红外材料对聚焦光斑直径为数十微米至2～3mm、波长λ=10．6μm脉冲激光辐射稳定性研究[1～6]作出的结论[1，2]在直径d=200μm测得的激光击穿阈值对应大照射光班下材料的光学稳定性。文献[7]中的d=1．5～3cm的qth值证实了这种结论的正确。但是文献[4，8]的数据，以及文献[9]中经验关系式qth～d－0.6的外推值却表明在孔径大于200μm时激光击穿阈值会进一步降低。因此，出现激光击穿阈值估计的分歧，说明红外材料对大孔径激光辐射（d＞200μm）的稳定性研究是…     

真空灭弧室冲击电压作用下的击穿统计特性研究

本文实验研究了高压代灭弧室在冲击电太作用下的击穿统计特性，实验结果表明，击穿电压的统计分布满足威尔统计分布律，击穿事件的发生只有在电场应力达到一定值后才有可以，引入击穿弱点的概念，从微观角度对该统计性质作了深入的说明，同时还测量５０％击穿电压Ｖ５０随电极开距ｄ的变化，通过最小二乘法得出Ｖ５０∝√ｄ，说明此时灭弧室中的周穿过程主要由同微粒作用引发的。     

激光对硅光电二极管的损伤

研究了受强光辐照的硅光电二极管的热损伤。报道了由1.06微米激光脉冲辐照的硅光电二极管的损伤阈值，辐照时间τ为10^-8~1秒。阈值激光辐照产生可见的微观损伤，并使光响应永久降级。响应度的损失随激光感应加热引起的检波二极管特性的降级而来。时间与波长的依赖关系同处理由高斯激光束辐照的半无限材料的热模型所预言的相符。     

调Q激光引诱固体表面击穿高速摄影研究

用光路延迟装置在同一台YAG激光器上研究了激光引诱固体表面击穿的瞬态物理过程,首次获得了该过程最初阶段(200ns以内)的冲击波和等离子体的时间序列分辨的阴影图和Mach-Zehnder干涉图。并计算了等离子体的折射率分布和冲击波前的电子密度。     

纳秒激光诱导透射元件粒子喷射的分布特征

光学元件在高能量激光辐照下将发生激光损伤,损伤过程伴随着材料破裂、结构崩塌和粒子喷射,而向外喷出的粒子将影响周围光学元件的激光损伤性能。搭建了双光束泵浦探测成像系统,获得了激光诱导透射元件粒子喷射的瞬态图像,并根据粒子接收板的统计数据,获得了喷射粒子的空间分布、粒子尺寸和出射角度特征。同时,针对不同激光能量、不同的粒子接收距离以及真空度,对喷射粒子分布的影响因素进行了研究;此外,还结合能谱仪对激光诱导金属膜喷发后的分布规律、不同金属元素在大气与真空环境中的喷射行为进行了对比分析。实验结果表明:透射元件在激光作用下喷发出微米尺寸的粒子形态,金属膜的喷发主要以原子态或熔融液滴为主;粒子在最终接收板上的分布特征主要受初始条件的影响,而真空环境影响相对较小;不同薄膜制备工艺对金属膜的喷发特征影响较为明显。     

宽激光束对光学玻璃的破坏几率

人们对透明介质，尤其是光学玻璃在辐射作用下的稳定性进行了大量研究。在研究体辐射强度时，通常将激光辐射聚焦到玻璃的一个很小体积内（几立方微米到几立方毫米)。研究光击穿阈值的统计规律时，要确定由击穿引起的微缺陷的密度，其值10⁴~10⁹ cm^-3。     

苏联若干激光研究单位简介

根说,莫斯科远郊的光谱研究所有三个小组,分别从事可调CO_2激光器的研制,激光稳定性和高分辨率光谱的研究,以及在碰撞过程和高压气体激光器方面等研究。最受重视的是研制在9和10微米频带的连续可调高功率CO_2激光器。这种新器件的激活介质是CO_2和氮高压混合气体,这些气体装在30厘米长的密封管内。用电子束预电离气体可达到击穿。用每厘米80千     

高峰值功率脉冲激光的光纤传能特性

实验研究了光纤传输调Q Nd:YAG高功率脉冲激光特性,包括光纤的传输效率、输出光束特性、输出光斑能量分布以及激光诱导损伤特性.得出的主要结论为:光纤传输高峰值功率激光引起受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)的产生是导致传输效率下降的主要原因;光纤输出光束束腰位置为输出端面,发散角略大于入射角,光束质量下降,输出光束截面光斑能量分布"匀化":光纤的端面激光损伤限制了传输激光功率的提高,其主要损伤相貌分为一坑状损伤、熔融损伤和溅射损伤,实验得出光纤端面的激光零损伤概率阈值功率密度为3.85 GW/cm2.     

室温结激光器

美国无线电公司实验室研制成一台室温InxGa1-xAs p-n结激光器(x~0.23)。温度从77 °K上升到300 °Κ时,这些激光二极管的阈值电流密度从约1200安/厘米2增加至80,000安/厘米而光谱输出分布范围在1.08、微米至1.145微米内。外部差别引起的激光效率范围从77 °Κ时的50%至300 °Κ时的5%。这些激光器的经改进的汽相外延结构可能导致1~2微米波段内的效率尚高的激光源,在该波段,许多纤维光学材料的损耗明显降低。     

飞秒激光在光电对抗中的应用

飞秒激光因其独特的大气传播性质,在光电对抗领域引起了广泛关注。高峰值功率的飞秒激光在大气中传输将产生飞秒光丝现象、大气击穿等离子体以及超连续白光等物理现象。依据这些特殊的物理现象,在光电对抗领域国内外提出了一系列应用设想,包括飞秒等离子体干扰探测器、白光干扰探测器、飞秒激光损伤探测器和光学元件,以及高重频飞秒激光波段内干扰等等。本文主要讨论飞秒激光的大气性质以及飞秒激光与物质相互作用的机理,并讨论飞秒激光在光电对抗领域中具体应用的可行性与前景。