激光对生物分子的热作用效应的分形理论分析

本文对生物分子的热作用效应分形理论进行了分析，借助文献计算了激光作用的“解链”温度，并用这对ＤＮＡ氢键的解链温度进行了计算，与实验结果相的，进而借助热传导理论导出了使生物分子“解链”的激光辐照时间的门槛值。     

单模钠分子激光瞬态行为与温度的关系

本文利用计算机数值求解了单模钠分子激光的速率方程组，得到了不同温度下连续与脉冲激光器的粒子数反转以及腔内激光功率随时间ｔ的变化规律。     

半导体基片在10.6μm激光局域加热时的温度上升

在激光诱导扩散等激光微细加工技术中，需要用聚焦激光束照射基片表面，以形成局部高温区。为使局部高温区的温度分布满足实验要求，对10．6pm聚焦连续波CO2激光束照射下半导体基片的温度上升进行了数值计算。计算中考虑了基片材料对10．6μm激光的吸收系数随温度的变化。计算得到了温度上升与基片预热温度、入射激光束功率及曝光面积等参数的关系。结果表明，基片初始温度为室温及激光焦斑直径小于100μm时，激光照射形成稳定高温区的最高温度不超过600K。增加基片初始温度，可以在建立满足要求的温度上升的同时，减小基片上高温区分布的面积。在同一初始温度下，在基片高温区分布的面积符合实验要求的前提下，应尽量使用较大的光斑尺寸和激光功率，从而使基片表面热斑的温度分布更易控制。     

激光技术在分子束外延中的应用

激光具有波长选择范围宽，强度高和方向性好等优点，已在许多科学技术领域发挥了重要的作用。近年来，激光又被用于分子束外延（ＭＢＥ）技术中，并取得了很大进展。本文论述了在ＭＢＥ薄膜生长中，激光气体离化原位分子束组分监测，激光溅射产生外延分子束源以及这些新技术在材料生长中的应用。     

瑞利-拉曼散射激光雷达探测大气温度分布

介绍一台用于夜晚探测大气温度分布的L625瑞利-拉曼(Rayleigh-Raman)散射激光雷达。采用Nd：YAG激光器三倍频输出355nm作为发射激光，利用弱光子计数技术检测大气中分子的瑞利散射和N2分子振动拉曼散射回波，分析得到了平流层和对流层中上部大气温度的垂直分布廓线。其观测结果分别与HALOE／UARS卫星和无线电气象探空仪结果进行了对比分析。其中，激光雷达观测的平流层温度与HALOE卫星的结果对比表明，它们在高度25～65km内显示出较好的一致性，20个夜晚的平均温度差别基本上小于2K。激光雷达与无线电气象探空仪探测的对流层温度在高度为5～18km内反映了较为一致的分布趋势，15个夜晚的平均温度差别在6～16．5km高度内小于3K。这些结果表明，L625瑞利-拉曼散射激光雷达观测数据可靠，可用于大气温度分布的常规观测和分析研究。     

新型红外激光染料

本文报道调谐范围在７００－１６７０ｎｍ新型红外激光染料，测定了用Ｎ２分子及ＹＡＧ激光泵浦的激光性能，讨论染料结构与激光性能之间的关系。这些染料有激光效率高，斯托克斯位移大及优良的光稳定性。     

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。     

生物光子学

评述了光子学在激光显微，激光控制和激光显微加工、高灵敏度激光探测、时间分辨激光检测、激光生物传感、光动力疗法、生物分子系统的动力学和相互作用过程研究、DNA分析、细胞分析、环境监测、生物统计识别、仿生、生物诊断成像和光学数据存储中的应用。     

钾原子的三种电离机制

自激光出现以来,用激光激发原子和分子,进而使之电离成了研究原子和分子结构及其相互作用过程的重要方法和工具．本文用染料激光激发钾蒸汽,观察钾原子的电离谱,发现了钾原子的三种电离机制：４Ｓ—６Ｓ双光子共振三光子电离、４Ｓ—４Ｄ双光子共振三光子电离和能量积聚诱导的电离． 当激光波长为 ７２８．４ ｎｍ时,钾原子通过第一种过程实现电离．实验测出：随着温度的增加,电离信号逐渐增强,当温度上升到３４０℃ 时,电离谱出现最强值;然后随着温度升高,电离信号逐渐变弱．在温度小于３４０℃ 时,由于温度越高,钾蒸汽中钾原…     

用激光淀积掺染料薄膜

在今年4月举行的美国化学学会会议上报导，快速薄膜淀积法为制作非线性光学材料和目前难于产生的其它光学材料展示了希望。纽约州立大学J．Garvey等用激光辅助分子束淀积（LAMBD）制作了一种在氧化钛或氧化硅玻璃基质中含有有机分子的薄膜。虽然掺染料玻璃可用其它方法（如用溶凝胶法）制作，但可能会出现四坑和其它缺陷，染料分子起团或在高温处理期间分解。激光辅助分子束淀积工艺与分子束外延相似（见图）。由准分子激光器产生的248nm波长光脉冲在正常气压区使钛或硅之类靶烧熔，产生20000K的等离子体。反应性氧和等离子体相结合，高…     

激光材料加工的数学模型

本文从求解激光加热的热传导微分方程入手，分析了材料表面加热、熔化和汽化时温度分布的特点，还分析了激光快速加热和冷却下的组织转变模型、性能模型及激光相变硬化、激光熔敷合金化、激光焊接切割等加工方法的数学模型，介绍了在激光材料加工数学模型的研究中所得的几种主要结果。     

石墨转化纳米金刚石相变分子动力学模拟研究

为了探讨1维微尺度热传导模型不同激光能量对石墨转化纳米金刚石相变机理的影响，采用基于密度泛函理论的分子动力学方法模拟优化后的石墨结构，用有限差分法计算了激光辐照石墨表面的温度分布；基于sp³杂化键可以明显地区分金刚石和石墨结构，根据能量耦合得到不同激光能量条件下辐照石墨的态密度带隙，研究了碳原子键合条件。结果表明，只有当激光能量达到5 J时，才能形成少量sp³杂化碳原子；随着激光能量的增加，液相下受辐照的石墨表面的温度随之增加，碳原子中的自由电子更容易移动到成键分子轨道，电子的电负性增强，从而增强sp³键的极性，并有助于将sp²键转变为sp³键。该研究结果对在液相激光辐照下提升纳米金刚石制备效率、探究纳米金刚石制备机理有重要的现实意义。     

超强激光场中H_2~ 的隧道离解和波包演化

利用超强激光脉冲中分子与场相互作用的多电子态模型，数值模拟了分子波包在高低频超强激光场中的演化过程。结果发现，高频场中分子波包的扩展是渐进的，直到脉冲作用结束，分子才完全离解；而在低频场中，分子波包迅速隧穿到离解态，仅在脉冲的前几个周期，波包便溢出相互作用区。另外还比较了高低频场作用下分子的离解几率和离解碎片的动量分布。     

CO2激光对集成电路Si片退火的实验研究与理论分析

本题目的研究成果论文分三个部份 一，CO2激光加热Si的动力学过程 本文用热电偶和红外探测器测量了Si片在高功率连续CO2激光辐照下的温度和透射率，实验表明Si片温度随时间的变化是非线性的。     

激光诱导分子的局域模振动

提出了两激光场与三能级分子相互作用系统中，调制光场的振幅和位相，诱导分子的局域模振动，并讨论了分子的动力学规律。     

激光诱导Al等离子体中电子密度和温度的实验研究

激光烧蚀等离子体在微量元素分析方面有着重要的应用背景，而缓冲气体的种类及压力对激光等离子体的特性有重要影响。报道了以氦气、氩气、氮气和空气作为缓冲气体，实验测定了不同气压下Nd：YAG激光烧蚀Al靶产生的等离子体中的时间分辨发射光谱，利用发射谱线的Stark展宽和相对强度计算了等离子体中的电子密度和温度，得到了在不同缓冲气体中激光诱导Al等离子体的电子密度随延时、气压的演化规律，同时得到了电子温度的时间演化特性。实验结果表明，电子密度的数量级约为10^17cm^-3，电子温度测量值约为10000K，二者都是在激光脉冲后随时间快速衰减，直到4μs以后达到一个较低的水平并缓慢变化，其中以氩气作为缓冲气体时等离子体中的电子密度最大。     

镍离子与丙酮,丁酮分子的气相反应

用一种结合激光解离和时间飞行质谱仪的方法去研究金属离子与有机分子的气相反应。研究了金属镍离子与丙酮和丁酮分子的气相反应，并讨论了其反应机理。     

超快激光微加工表面瞬态温度的黑体辐射法测量

采用单脉冲飞秒激光辐照单晶硅片和铜板，在材料表面产生烧蚀，并激发黑体辐射光谱。利用ICCD在纳秒尺度对激光诱导等离子体的辐射光谱进行测量，使用最小二乘法将采集光谱与普朗克曲线进行拟合，并用有限差分热扩散模型对温度变化曲线进行拟合，证明了黑体辐射法测量飞秒激光加工材料表面激光诱导等离子体温度的有效性。采用单脉冲激光（中心波长1030 nm，脉宽184 fs,1 mJ单脉冲能量）分别加工单晶硅片和铜板表面，测量了纳秒尺度时间分辨的激光诱导等离子体温度。对于单晶硅片和铜板，测量到以零时刻为中心的平均温度分别为231000 K和226000 K，衰减弛豫时间分别为4.41 ns和2.97 ns。     

用激光诱导BaCl分子热助振动荧光光谱测量燃烧温度

本文提出了利用分子体系的激光诱导热助振动荧光光谱(LITVy)实现燃烧温度测量新技术。建立了分子激发态振动能级粒子碰撞能量弛豫模型,研究了BaCl分子的LITVF光谱特性,通过517nm波长选择激发C~2Π_(1/2)(υ′=1)←→X~2Σ(υ″=0)跃迁,对液化石油气/空气预混层流火焰温度进行了实验测量。结果表明,对BaCl分子,该方法的测量精度可达σ_T=30K。     

激光冲击强化金属材料时的热传导

根据金属材料表面激光冲击强化的特点，建立了激光冲击的一维温度场数学模型，推导出了计算金属表面达到汽化温度所需的时间、金属表面的汽化速度及汽化层厚度这三个实用的公式，它们对实际的激光冲击强化处理具有理论上的指导意义。