飞秒激光场中氯丙烯的光电离/解离机制研究

利用50fs的激光脉冲对氯丙烯在200nm、400nm和800nm下的光电离/解离机理进行了研究. 实验获得了氯丙烯在三种波长下的电离质谱和光强指数,分析了母体和碎片离子强度随波长的变化关系. 在200nm时,C3H5Cl+来源于飞秒脉冲的直接非共振电离,其它碎片离子均来源于母体离子的电离解离过程;在400nm时,部分分子被激发到高里德堡态从而解离产生C3H5,C3H5再次吸收光子电离导致C3H5+的信号增强;在800nm时,部分分子被同时激发到了排斥态nσ*和多个高里德堡态而发生解离.更多通道产生C3H5使得C3H5+产量进一步增加.由于C3H4+来自C3H5Cl+以及C3H5+的电离解离过程,因此,C3H4+产率随波长变化相对较缓.     

醇、醛、酮、卤代烷及胺类化合物多光子电离解离质谱的研究

我们在分子束飞行时间质谱装置上,使用YAG激光器532nm、355nm的强激光输出,系统地进行了羟基化合物(甲醇、乙醇)、羰基化合物(甲醛、乙醛、丙酮)、卤代化合物(二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲碳)以及胺类化合物(二乙胺、三乙胺)多光子电离解离(MPID)质谱的研究。 实验发现,在高光强区(激光采用紧聚焦),质谱中各离子丰度的绝对分支比对光强变化保持不变,简称为质谱持平。由此现象,我们结合准平衡理论,提出了强场MPID     

丙酮和丙醛分子的多光子电离碎片化机理

用多光子电离一飞行时间质谱法在激光波长为532nm处获得了丙醛和丙酮分子的MPIF－TOF质谱．实验测得了各碎片离子占总离子信号的百分比对激光强度的依赖关系．并用这些实验结果对两酮和丙醛分子的MPIF机理作了分析．还对H＋、C＋和CH＋等小质量碎片离子的可能形成过程作了讨论．     

激光诱导碘荧光(LIIF)强度与激发激光波长的关系

理论上简要地分析了在可见光波段碘荧光强度与激发激光波长的关系 ,并用波长为 5 32nm半导体倍频Nd :YAG激光、波长为 5 14 .5nm、5 0 1.7nm、4 96 .5nm和 4 88nm的氩离子激光激发碘分子 ,通过对获得的荧光信号分析得出 ,五种波长的激光均可诱导出碘荧光。对相同的激光功率 ,波长为 5 32nm的倍频Nd :YAG诱导出的碘荧光信号比波长为 5 14 .5nm的氩离子激光强 ,两种激光均可作为碘气体的激发激光。其它三种波长激光诱导出碘荧光强度弱 ,在激发激光传输方向衰减明显 ,不适合作为碘荧光的激发激光。     

飞行时间质谱峰形分析

报道了在用脉冲355 nm的YAG激光对水/甲醇二元团簇的多光子电离飞行时间质谱研究中,发现在电离激光相对于脉冲分子束的不同延时或是同一延时下不同的激光能量下,测得的离子谱峰除强度变化外,峰值发生漂移.离子峰值漂移的大小与信号强度密切相关.信号强度越大,离子的飞行时间越短,峰值漂移越大.分析认为:这种峰值漂移不是因为新质量数谱峰的出现,而是离子在穿越质谱仪的离子引出区和加速区极板时发生部分离子吸附,引起极板间电压的起伏造成的.离子信号越强,意味着极板对离子吸附的量越大,导致离子峰值的漂移越大.离子在电场起伏下的数值模拟结果与实验中观测到的离子峰值漂移规律一致.     

其它激光理论与技术

9907284丙酮和丙醛分子的多光子电离碎片机理[刊]/郭文跃//量子电子学报.—1998,15(5).—447～453(A)用多光子电离-飞行时间质谱法在激光波长为532nm 处获得了丙醛和丙酮分子的 MPIF-TOF 质谱,实验测得了各碎片离子占总离子信号的百分比对激光强度的依赖关系,并用这些实验结果对丙酮和丙醛分子的 MPIF 机理作了分析。还对 H~+、C~+和 CH~+等小质量碎片离子的可能形成过程作了讨论。参15     

若干芳香族化合物气溶胶单粒子的在线测量

通过在自行研制的气溶胶飞行时间激光质谱仪上对苯酚、苯胺、1,3-二氯苯、硝基苯气溶胶单粒子的质谱特征进行了激光解吸附电离飞行时间质谱(laser desorption/ionization time-of-flight mass spectra,LDI-TOFMS)研究,分别得到了它们的质谱图,分析了它们特征谱的形成机理.发现这几种芳香族化合物气溶胶单粒子的LDI-TOFMS谱都是容易优先失去一个电子形成母体离子峰M ,其官能团也极易脱落,这为我们进行有机分子在气溶胶状态下的激光质谱特征研究以及单颗粒大气气溶胶化学组成的鉴别提供了基本信息.     

化合物半导体材料的激光消融微区质谱特性的实验研究

采用一台 Q开关 Nd:YAG脉冲激光器的四倍频输出 (2 6 6 nm )作为消融激光 ,用反射型飞行时间质谱仪分析探测由激光与靶相互作用产生的离子 ,从得到的质量谱研究激光与半导体材料的相互作用。报告了这种相互作用的阈值特性、离子产额、质量分辨率等与激光通量密度的关系 ,给出了典型 Al Ga As和 In P材料的激光消融微区质谱。 In P的离子质谱表明非金属元素磷的二聚物离子 P2 的离子峰总是占优势的。     

266nm的激光作用下溴苯分子的多光子电离碎片化机理

在266nm激光作用下,利用多光子电离-飞行时间质谱法获得了溴苯分子的MBPIF-TOF质谱。实验测得了各碎片离子占总离子信号的百分比对激光强度的依赖关系,并用这些实验结果对溴苯分子的多光子电离解离机理做了分析,还对C6H5 ,C5H3 ,C4H2 ,C3H 等碎片离子的可能形成过程作了讨论,结果证明母体分子吸收光离解离是主要通道,且碎片离子主要是经过离子离解阶梯模式产生的。     

266nm激光作用下1,3-二溴苯的多光子电离和解离研究

在波长为266 nm的激光作用下对1,3-二溴苯分子的多光子电离解离过程进行了研究,获得了溴苯分子的MPIF-TOF质谱,并测得了各碎片离子占总离子信号的百分比对激光强度的依赖关系.用这些实验结果分析1,2-二溴苯分子的多光子电离解离机理,得出1,3-二溴苯的MPI过程主要是母体分子解离-中性碎片电离C6H 4,C5H 3,C4H 2,C3H 等碎片离子主要是经过离子离解阶梯模式产生的,并给出了可能的解离通道.     

非旋转对称光束的像散系数aZF

基于二阶矩定义,综合考虑像散光束的非旋转对称性,提出采用M4参数来描述光束的像散特性。推导出了在指定方位角上像散基模高斯光束、像散厄米高斯光束传输和像散光束的束腰、发散角的解析表达式,提出采用像散系数aZF表示光束的像散特性,最终给出了用像散系数aZF表达的M4参数(Mxx4、Myy4、Mxy4和Mr4)的解析表达式。另外,根据实测光束的M4参数反过来也可以求出光束的像散系数aZF及光束在主方向上的M4参数等。光束经过无像差旋转对称光学系统传输时,其传输不变量为aZF、JZF1和JZF2。本文所得结果对实际工作中激光器的设计、制造和应用有重要的参考价值。     

面阵CCD激光束参量测量系统及其实验研究

采用面阵CCD探测器测量连续和脉冲激光器空间光束的技术，研制了一套高精度激光参量测量系统。测量了激光二极管连续抽运输出波长为1064nm的固体模式发生器产生的不同阶次厄米-高斯光束和脉宽10ns调Q灯抽运固体激光器的光束参量，分析对比了模式发生器输出光束的理论值和实验测量结果，证明了该系统测量精度优于5％，讨论了测量系统中各种因素对光束参量测量结果的影响。     

部分端面抽运混合腔Nd:YVO4板条激光器实验研究

为了获得大功率高光束质量的激光输出,利用自制的5bar激光二极管阵列堆作为抽运源,抽运光经波导整形系统整形后入射至晶体,采用柱面镜混合腔结构,对部分端面抽运的混合腔Nd:YVO4板条激光器进行了实验研究。在最高抽运功率134W时,得到了38W的连续激光输出,斜效率44%,测得的两个方向的M2因子为1.56和1.78。实验结果表明,该激光器具有极佳的热效应,能够在高功率运转时保持高光束质量的激光输出,输入-输出功率曲线没有出现平顶或弯曲的迹象,该激光器仍有提升潜力,本结果有助于进一步提升该激光器的性能,实现更高功率的高光束质量激光输出。     

梯度补偿法控温晶体的高功率绿光激光器

研究了平均功率超过30W的稳定高效全固态绿光激光器,分析得出影响全固态腔内倍频激光器倍频效率和输出稳定性的主要因素是倍频晶体局部温升造成的相位失配和热透镜效应,采用温度梯度补偿控温法对大尺寸倍频晶体进行温度控制,降低激光器工作中倍频晶体内外温度梯度从而有效地克服因晶体局部温升造成的倍频相位匹配角失配和热透镜效应。采用三条60W的半导体激光二极管阵列板条侧面抽运Nd:YAG激光增益介质棒,采用声光调Q,平凹直腔和腔内倍频结构配合温度梯度补偿控温法对大尺寸倍频晶体进行温度控制,得到了稳定高效的532nm绿光输出。在抽运电流25A,抽运功率174.6W时,得到了脉冲宽度110ns,重复频率10kHz,输出平均功率31.6W稳定高效的绿光输出,光-光转换效率为18.1%,功率稳定性为±0.66%,绿光输出光束质量因子M2=4.3。     

主动调Q腔内和频拉曼激光器的数值模拟

推导了LD泵浦主动调Q腔内和频拉曼激光器的归一化速率方程组,由实际的实验参数确定了方程组中七个综合参量的合理取值范围,然后用数值模拟的方法得到各个综合参量的大小对于和频光的脉冲峰值功率、单脉冲能量和脉冲宽度的影响,分析发现归一化和频因子F和归一化拉曼增益系数M之间能够相互匹配,通过数值拟合得到F和M在不同归一化反转粒子数密度N下的匹配方程,由此得出F和M的匹配值呈线性关系,应用此线性方程可以指导实验中参数的优化,使激光器获得更大的和频转换效率。最后利用拟合的结论对报道的实验进行计算和分析并给出优化措施。     

XeF激光器辐射谱研究

在稀有气体单卤化物准分子体系中,XeF的基态是束缚态。尽管这一束缚态的键能仅为0.15电子伏,但已经足以包含许多振动-转动能级。正是这一特性,使得KeF的辐射谱具有丰富的振动-转动结构,这一特性已为荧光谱的研究所证实。 对XeF激光光谱的研究工作已有很多报导。最早的是1975年Brau和Ewing用强流电子束泵涌Ar-Xe-F_2混合气体获得了351毫微米和353毫微米两条激光谱线。     

电激励重频HF激光器非稳腔设计及实验研究

为实现电激励重频HF激光远距离传输,在较短的谐振腔内产生大模体积的高质量激光束,开展了激光器正支虚共焦非稳腔的结构设计、仿真计算和实验研究。仿真结果表明,随着放大率M的增大,远场光斑中心亮斑包含的能量逐渐增大,能量向中心转移,远场光斑尺寸和远场发散角也随放大率M增大而减小。实验结果表明:随着放大率M的增大,远场光强分布、光斑尺寸和发散角变化规律与仿真结果一致,但输出激光能量以先增大后降低的规律变化。综合考虑高光束质量和高能量的指标要求,在流场正常工作情况下,当放大率M为3.0时,获得了远场发散角为2.37倍衍射极限和激光能量稍低于稳定腔（约为稳定腔激光能量的94.6%）的重频激光输出,满足激光远距离传输需求。     

孔栅分束镜测量强激光远场光束质量的研究

论述了孔栅镜光束衰减和取样的原理及特点,用此法对高功率连续CO2激光器远场光强分布进行了检测,给出了光强空间分布。算出了光束的焦斑半径、远场发散角,并通过M2参数对光束质量作了评估。     

部分端面抽运混合腔Nd:YVO4板条激光器实验研究

对部分端面抽运的混合腔Nd:YVO4板条激光器进行了实验研究,利用自制的5条激光二极管阵列堆LD Stack,抽运光经波导整形系统整形后入射至晶体,采用柱面镜混合腔结构成功得到1.064μm偏振连续激光输出,斜效率可达44%。输出激光功率3.5W时,测得非稳腔和稳腔两个方向的M2因子为1.28和1.73;在输出激光功率为38W时,测得的两个方向的M2因子为1.56和1.78。实验结果表明,该激光器具有极佳的热效应,能够在高功率运转时保持高功率高光束质量的激光输出,输入－输出功率曲线没有出现平顶或弯曲的迹象,该激光器的仍然有很大的提升余地。     

半导体激光联合3M伤口保护膜治疗老年人失禁性皮炎的疗效观察

目的:观察半导体激光联合3M伤口保护膜治疗老年人失禁性皮炎的临床疗效。方法:随机将49例患者分为治疗组和对照组。治疗组用生理盐水清洗创面后进行半导体激光局部照射再使用3M伤口保护膜涂抹患处。对照组在生理盐水清洗创面后只使用3M伤口保护膜涂抹患处。结果:两组在治愈率及总有效率有显著性差异(P〈0.05)。结论:半导体激光治疗老年人失禁性皮炎有明显疗效,它能促进老年人失禁性皮炎的恢复。