超强激光辐射在热核靶等离子体中形成通道

激光热核聚变过程出现了新概念[1]：在热核靶的高密度等离子体中用激光辐射“打出”一个通道（长度L～100μm），随后在其中心部分点火。分离靶的压缩过程（靶未充分加热）和热核反应的点火能降低对能量供给和压缩对称性的要求。为实现这种思想，研制了辐射强度1～1021W／cm2、脉宽τ=0．5～20ps的激光系统[2]。文献[1]中用“槽内粒子”法对过程始端进行了模拟。在Iλ2=1019W·μm2／cm2的辐射作用下，在t=200fs时间内，具有临界浓度n0的等离于体压入深度L≈1．5μm。形成通道的完全计算由于要求有极大的计算资源而未实现。在作者的工作中…     

1μm连续波激光倍频的新非线性晶体─—菱形钼酸钆

不久之前发现，Gd2（MoO4）3晶体除了具有独特的铁电性和铁弹性之外，还具有较大的二次和三次非线性极化率（X(2)和X(3)）。这就能够成功地用于1μm激光的倍频[1]和拉曼参量激光器[2,3]。Gd2（MoO4）3个晶体同时是一种半导体激光泵浦的激光器的高效介质[4]。作者研究了Gd2（MoO4）3和Gd2（MoO4）3：Nd3+晶体的1μm连续激光辐射的信频。钼酸钆在300K时为光学双轮正晶体（角度2V=10°），并且是菱形结构（β'相C-Pba2空间群。它在0.3～0．6μm区是透明的。根据文献[1]，β'-Gd2（MoO4）3的二次谐波振荡的第一类相位匹配角度为m=65°…     

激光脉冲宽度对红外光学材料稳定性的影响

连续波激光和脉冲激光对光学材料不同的破坏机理决定了解决其光学稳定性的不同途径。为了确定红外光学材料破坏机理变更的边界，作者将所有激光作用都看为脉冲的，确定了激光破坏阈值，并记录其特点。为了研究KCl单晶的破坏特点，建立了图1所示装置。它可用宽孔径激光照射样品，并可在偏振光中对晶体的双折射图进行高速摄影［门r图1实验装置光学系统图对一知几器；2一激光辐射光学物理参数测量系统；3一高速照相扯；4一起价器；5一电火花放电器；6一没反射屏图2微不均匀性吸收产生激光（。）和内应力逐渐积累（6～．·）时光学元件破坏的照…     

脉冲Nd:YAG激光对薄层聚氨酯材料打孔

激光打孔是一种精度高、操作简便的材料表面修饰物理手段.以往研究曾使用准分子和飞秒级钛宝石激光器作为打孔光源.为了验证脉冲Nd:YAG激光器对组织工程材料打孔的效果,掌握不同激光光束特性和能量的成孔规律,对组织工程薄层生物材料激光打孔进行了实验研究.选用能量输出范围为0.01～1 J的脉冲Nd:YAG激光器和厚约50 μm的片状聚氨酯材料(PU)进行打孔.改变激光输出能量、脉冲宽度、光阑孔径和光斑模式,用显微镜观察不同条件的穿孔形态.当Nd:YAG激光器脉冲宽度为30 μs,入射能量密度为0.6×104～2.1×104J/cm2时可击穿厚为50μm的PU材料,成孔直径在20～90μm之间,且低阶模光束成孔边缘光滑,对周围材料影响小.低阶模的穿孔直径为20～40μm,高阶模的穿孔直径为60～90μm.实验结果表明脉冲Nd:YAG激光器可以用作组织工程血管材料打孔.     

同带泵浦Ho~(3+)激光晶体1.2μm波段红外激光阈值功率（英文）

为探索同带泵浦掺杂Ho~(3+)激光晶体1.2μm波段红外激光输出,采用掺杂浓度为1 at%的Ho~(3+):LLF激光晶体作为激光增益介质,应用两种典型准三能级理论模型,计算了Ho~(3+)在5I6和5I8能级间跃迁辐射1.19μm激光的阈值功率,分析了泵浦光和激光束腰半径、激光晶体长度、吸收损耗、腔镜反射率等参量与阈值功率的变化关系,得出了吸收损耗是影响阈值功率最敏感因素的重要结论,确定了泵浦阈值功率的范围,为后续1.2μm波段红外激光实验研究提供了可靠的理论参考数据.     

红外干扰剂的制备及其消光性能研究

在民用铜粉的基础上,通过表面包覆、球磨、分级处理后,得到了粒度与粒度分布、安定性、耐氧化性、分散性、飘浮性能均优越的红外消光铜粉;综合作为干扰材料的消光性能等诸多因素,确定红外干扰剂配方由红外消光铜粉、3μm～8μm的鳞片状晶体石墨粉、附加组份等材料组成,并得到了它们在红外干扰剂中的最佳配比。消光性能测试结果表明,红外干扰剂对1μm～14μm的红外波段及1．06μm、10．6μm激光均具有良好的衰减效果。     

中红外玻璃光纤材料及拉曼激光光源研究进展(特邀)

高功率中红外光纤激光光源在前沿科学研究、空间光通信、医学诊断与治疗、环境污染监测和光电对抗等领域有着重要应用。拉曼光纤激光光源输出波长灵活，原则上可以在光纤材料透过窗口范围内获得任意波长激光，是实现中红外激光输出的一种重要手段。目前，基于硫系玻璃光纤、氟化物玻璃光纤、碲酸盐玻璃光纤等中红外玻璃光纤材料，已实现工作波长位于3.77μm的拉曼光纤激光器、平均输出功率为3.7 W的2 231 nm拉曼光纤激光器和波长调谐范围覆盖2～4.3μm的拉曼孤子激光光源。近期，笔者研究组制备出一种具有高热学和化学稳定性、高激光损伤阈值、大拉曼频移和高拉曼增益系数的氟碲酸盐玻璃光纤，并利用其作为非线性介质，先后实现了级联拉曼散射、级联拉曼光纤放大器、波长调谐范围覆盖1.96～2.82μm的拉曼孤子激光以及波长为～4μm的红移色散波，验证了氟碲酸盐玻璃光纤在中红外拉曼光纤激光光源研制方面的应用潜力。主要介绍了氟化物、硫化物及碲酸盐玻璃光纤材料的特点及相应的拉曼激光光源的相关研究进展，并对其未来发展趋势进行了展望。     

532nm激光铣削Y-TZP陶瓷实验研究

采用波长为532 nm的短脉冲激光(脉宽6 ns)对Y-TZP陶瓷进行铣削实验研究。探究了单次刻蚀槽宽与功率的关系,分析脉冲数与材料阈值的关系,确定材料阈值。并且探究了铣削量及质量随激光工艺参数的变化规律,确定最优工艺参数,进一步进行了脉冲激光铣削微米级二维结构的工艺实验。研究结果表明槽宽的平方与脉冲峰值功率的对数呈线性关系,根据此关系式计算得出光斑半径与实际测量值相符。材料阈值随脉冲数增加而降低,在扫描速度、功率和重复频率的最优匹配下,可实现最大铣削量为1.35 mm3/min。在优化工艺参数下,完成直径500μm的盲孔和宽200μm、高100μm的台阶方槽二维结构无裂纹铣削加工,结构边缘无残渣堆积,表面粗糙度为3.746μm。     

再入体碳基防热材料烧蚀流场红外辐射模拟

烧蚀效应是高超声速飞行器目标特性分析评估中的重要问题之一。基于高温反应气体动力学方程与辐射输运方程，建立了飞行器表面防热材料热化学烧蚀流场及其红外辐射特性的计算模型和方法。以钝锥体弹头外形及其表面防热材料碳-碳为对象，研究了材料烧蚀效应对再入目标流场红外辐射特性的影响，分析了再入体烧蚀流场及尾流在不同波段红外辐射的分布特征和变化规律。研究发现：典型状态计算结果与试验测量及文献预测结果一致，表明烧蚀流场及红外辐射模型和方法的可行性；材料热化学烧蚀现象对再入流场红外辐射特性产生严重影响，使3～8μm波段尾流积分辐射强度增加一个量级以上，并随着尾流长度增加而增大；烧蚀流场红外辐射主要来自CO、NO和CO₂等化学组分，烧蚀对1～3μm波段流场红外辐射影响相对较弱；再入速度不变情况下，烧蚀流场在3～8μm波段红外辐射强度随再入高度降低而增强；再入高度不变情况下，烧蚀流场在同样波段红外辐射强度随着再入速度减小而减弱。     

基于光纤端帽的红外宽波段耦合光学系统设计

新一代红外对抗技术中，需要将红外高峰值功率激光耦合进红外传能光纤中进行传输。针对红外宽波段、高峰值功率激光进行光纤耦合时存在的问题，设计了一种光纤端帽参与聚焦的消色差耦合光学系统，能够对高峰值功率的2.1～4.6μm红外激光进行光纤耦合，并且光纤端帽可以提高光纤端面的损伤阈值。然后，对消色差耦合光学系统进行了详细设计，并选择了最佳三片式消色差玻璃组合ZNS/MGF2/IRG206进行设计，最终在耦合系统焦距为35 mm时，该系统对2.1～4.6μm波段的耦合效率达到92.74%。进一步分析可知，耦合光学系统最佳的焦距范围在35～47 mm，以及焦距在40 mm时，光纤对准最大容差为60μm。     

监测用通过式功率计

激光安全标准研究协作会议规定:用于损伤阈值研究的CO_2激光束应为单横模、实验光束孔径为φ1mm,激光输出功率稳定度要在±5％以内,如果大于±5％应进行实时监测。CO_2激光器输出的稳定性与很多因素有关,稍有不慎就会引入较大的实验误差,为了确保量值的统一,最好的方法就是建立实时监测。通常采用单片的所谓费涅耳反射器,从主光束中取出部分光功率进行监测。对10.6μm波长激光的分束器,其材料必须是10.6μm透过的红外材料,如锗,砷化镓等。这些材料价格昂贵,不易搞到。而且用这些材料制成的分     

光参量振荡器(OPO)在主动红外化学毒剂遥测中的研究进展

光参量振荡器(OPO))连续的调谐能力以及固体激光器在军事应用中的诸多优点，使OPO技术在主动红外化学毒剂遥测的应用研究近年来成为十分活跃的领域之一。在8～12μm的红外光谱区目前已发展了几种连续可调谐的OPO激光系统，能量输出在1mJ／脉冲水平的实验样机已经实现。为了达到探测距离为1～3km，化学毒剂激光遥测系统必需具有足够的信噪比，即要求单脉冲的激光能量应提高到2～10mJ／脉冲或更高。发展的趋势是研制新型的OPO晶体材料，降低非线性晶体的激发阈值，提高损伤阈值以及将初始的光子撕开，以多光子的形式进入8～12μm的光谱带以提高量子的转换效率。     

红外焦平面阵列技术的发展现状与前景

红外辐射覆盖的电磁波谱很宽,从近红外的0.8μm区到超长波远红外20μm～400μm区。但存在着红外辐射衰减小的三个大气透射窗口,即1～3μm、3～5μm和8～14μm的波谱区。红外探测及其应用就是在这三个窗口进行的。红外探测器的材料、器件设计与制作和整机系统     

6.45μm激光加热浮法玻璃后温度分布特性研究

为了提升激光可控断裂法切割玻璃的质量，研究了6.45μm激光照射浮法玻璃后材料的温度变化。利用激光输出的连续功率计算了6.45μm激光照射玻璃后的温度分布，并通过实验验证了该模型的正确性；模拟对比了相同激光参量下6.45μm激光和10.6μm激光加热玻璃后的温度场，通过实验获得了光滑、无表面裂纹的切割样品。结果表明，6.45μm激光产生的表面温度低于10.6μm激光；6.45μm激光可以利用热裂法获得高质量切割端面。该研究对中红外激光玻璃切割的模型建立和方案优化具有一定的帮助。     

高效率宽调谐扇形MgO:PPLN中红外光参量振荡器

3～5μm的中红外激光位于大气窗口，在环境监测、军事、医疗、遥感等诸多领域有着重要的应用。利用纳秒量级的1 064 nm调Q激光器泵浦扇形掺氧化镁周期极化铌酸锂(MgO:PPLN)，设计了一种高效率、宽调谐纳秒中红外激光输出光学参量振荡器(Optical parametric oscillator, OPO)。通过降低泵浦光的重频，有效地减小了OPO的振荡阈值，在10 kHz的泵浦重频下，OPO阈值为0.4 W。在泵浦功率为4.68 W，晶体极化周期为30.47μm的条件下，获得了0.833 W的3.4μm中红外激光输出，对应的光光转换效率为17.8%。实验研究了不同极化周期下的输出波长，实验结果与理论模拟值较为吻合。通过横向移动MgO:PPLN晶体改变其极化周期，在31.05～28.8μm的调节范围内获得了1 440.7～1607.0 nm的信号光及3 171.1～4 088.1 nm的闲频光输出，其中信号光的脉宽约为8.1 ns。     

多量子阱红外级联光伏探测器

1概述 红外辐射是介于可见光与微波之间(0.75μm～1000μm)的电磁波,是一种不可见的辐射.由于可通过大气窗口1μm～3μm、3μm～5μm、8μm～14μm三个波段内的红外辐射在大气中传播时吸收和散射较少,可以到达较远的距离,相对于可见光,能提供特殊的重要信息,如位置、温度、几何尺寸、表面、距离和组份等,受到人们的广泛关注[1].     

超快激光与生物含水组织相互作用

研究了超快脉冲激光与生物组织相互作用的机理 ,建立了生物软组织中激光诱导光学击穿模型 ;结果表明 ,对于纳秒或亚纳秒脉冲激光 ,强吸收介质的热电子发射对电子雪崩电离过程有很大影响 ,等离子体光学击穿阈值随生物组织吸收的增加而降低 ;在激光脉宽为亚皮秒量级时 ,多光子电离成为光学击穿的主要机制 ,介质的击穿阈值几乎与线性吸收系数无关。在达到光学击穿阈值时 ,激光能量沉积在厚度约 1μm的薄层之内 ;随着激光能量显著超过击穿阈值 ,有效的激光透过深度减小。     

激光/红外双模环形孔径导引头光学系统设计

为了实现激光/红外双模导引头成像系统的小型化,简化光学系统结构,设计了四次反射的双模共光路环形孔径超薄成像系统,研究了该系统的分光路设计原理,给出了遮拦比与视场角的关系,实现了仅有单一光学元件的长波红外7.7～9.5μm和激光1.064μm双模导引头成像系统。双模环形孔径系统在长波红外波段的焦距为70 mm、等效F数为1.3、全视场为8°、空间频率为41.7 lp/mm时各视场MTF值均大于0.136。双模环形孔径系统在激光波长的焦距为53.8 mm、等效F数为1、全视场为10°、全视场范围内的光斑分布均匀。在环境温度范围为-40～80℃时,长波红外波段各视场MTF值均大于0.13,激光波长的弥散斑形状和能量分布基本不变,实现了光学被动无热化。通过公差分析可知双模环形孔径系统具备可加工性。     

中红外AgClBr光子晶体纤维

光子晶体纤维一般为用石英玻璃制作的有孔纤维,它们在3μm～20μm的中红外和远红外光谱范围内是不透明的。最近,以色列Tel-Aviv大学的研究人员利用卤化银(AgClxBr1-x)晶体材料制作出了在上述光谱范围内高度透明的新颖光子晶体纤维。这种光子晶体纤维由两种固体材料构成：其芯为纯AgBr(n=2．16),包层为AgCl(n=1．98)。研究人员对已制成的外径为1mm、长度约为1m的这种软性光子晶体纤维进行了测试。结果表明,其性能与理论模拟非常一致。这种新颖的卤化银光子晶体纤维对于红外激光功率传输、红外辐射测量以及红外光谱学都是极其有用的。     

中红外波段激光器用的光学材料

本年文综述适合于2～11μm中红外波段激光光学元件制造用的光学材料的物理特性研究。考虑这种光学元件破裂的可能机制和提出进行材料比较的标准，介绍和比较各种单晶和多晶材料的特性。研制2～11μm波段激光器的成功已激起致力开发适合这种激光器光学元件制造的光学材料的努力。其中最有意义激光器的波长如下：CO2，1．06μm（943cm－1）；CO，5．25μm（1905cm－1）；DF，3．8μm（2632cm-1）；HF，2．8μm（3704cm-1）。由于现有参考文献[1,2]并不能很好反映这些材料的现代发展水平，因此本综述的目的是收集最广泛使用的光学材料的信…