激光电离击穿空气机理研究

激光制僵武器是一种远距离非致命电传导武器,空气的电离击穿是激光制僵武器研究的关键。本文首先根据激光电离空气的原理建立了数学模型,其次运用MATLAB软件对击穿过程进行了仿真模拟,通过仿真得出了不同激光与空气作用的主要方式,分析了影响击穿过程的几种因素,并且得出了不同激光击穿空气时所需要的最低初始强度。     

193 nm激光脉冲空气电离及导电特性研究

实验研究了193 nm激光脉冲空气电离及其形成的等离子体导电通道导电特性,采用闪光法测得193 nm激光脉冲空气电离阈值约为9.58×109 W/cm2,用单脉冲能量约145 mJ的纳秒级193 nm紫外激光脉冲在实验室空气中建立了长度约2 m的等离子体导电通道,实验测得通道的等效电阻值可达109 Ω量级,通道导电寿命约为30 μs。     

纳秒紫外激光空气电离及等离子体导电实验研究

为了验证纳秒紫外激光大气等离子体通道技术的可行性,采用实验方法研究了248nm远紫外激光与实验室空气的相互作用,测试了相应的电离击穿阈值;尝试建立了连续的激光等离子体电离通道,并进行了激光等离子体通道直流电传输实验,得到的数据显示,在180m J单脉冲能量作用下,连续闪光柱长度8mm,可导电区长度约20mm。结果表明,纳秒紫外激光建立连续激光等离子体导电通道是可行的。     

钙原子激光共振电离研究

用Nd：YAG激光及其泵浦的染料激光进行钙原子三步共振电离。求解了非饱和共振过程速率方程，计算出基态和激发态吸收截面，给出电离效率分别与激发电离速率以及作用时间的变化关系，得到饱和激发电离的流量条件和通量条件。     

铊原子激光共振电离研究

用 N d:YAG激光及其泵浦的染料激光进行铊原子三步共振电离。求解了非饱和共振过程速率方程 ,计算出基态和激发态吸收截面 ,给出电离效率分别与激发电离速率以及作用时间的变化关系 ,得到饱和激发电离的流量条件和通量条件。     

半导体器件辐射电离效应的激光模拟方法

因对半导体器件进行安全、快捷、无损伤的辐射效应研究及验证的迫切需求,激光模拟辐射电离效应方法应运而生,并得到了国外科研界的推动和认可。相比于大型地面辐射模拟装置,激光模拟方法具有许多独特优势,可为深入认识半导体器件辐射效应,开展有针对性的抗辐射加固设计提供重要的补充手段,其研究在理论和应用方面均具有重要意义。本文简要叙述了γ射线、激光与半导体器件相互作用产生电离效应的主要机理,归纳了激光模拟的物理基础和主要特点,总结了国内外发展的情况,深入分析了当前研究存在的问题,并提出了开展研究可以采取的手段和方法。最后展望了未来值得进一步探索的研究内容和方向。     

激光光刻大面积扫描投影成像光学系统测试及评价

基于351nm XeF激光大面积投影成像光刻系统,通过对其光学系统包括光学照明系统和折叠投影系统进行光学性能测试。由激光经过柱面透镜、微透镜阵列均束器以及投影折叠物镜之后产生的能量及光束质量变化,将准分子激光光束均匀性评价指标部分运用到光学系统的评价之中,得到光学系统在不同关键位置的能量分布曲线以及平顶因子关系图,表明微透镜阵列均束器虽保证了整个光学系统各处光斑的均匀性,但衍射却造成了能量利用率的降低。同时,通过对印制电路板(PCB)和玻璃(ITO)进行曝光和显影实验,表明该双远心共焦投影光学系统,只要控制使均匀输出的能量符合曝光剂量,就能够满足分辨率的要求。     

PCB激光投影成像装置关键技术参数分析

对用于印制电路板(PCB)工业化生产的激光投影成像装置中的激光投影系统和激光照明系统的关键技术参数进行了分析,在对装置整体性能设计要求下,理论推导和分析了符合实际场景的关键技术参数,包括分辨率、焦深、物镜结构、激光光源、照明相干度、像素密度和曝光时间,得到了相关的具有一定参考价值的结论.     

高速光流控成像研究进展（特邀）

高速光流控成像是融合了高速光学成像和微流控的新兴交叉技术,能够对高速复杂流体环境中的生物体进行高分辨率、高通量和多信息维度的成像和定量检测分析,在生物能源、食品科学、药物筛选、疾病诊断等领域展现出卓越的应用前景。对高速光流控成像的基本原理、关键技术和前沿进展进行综述,并对该技术未来的发展趋势和面临的挑战进行展望。     

面预电离F原子激光和XeF准分子激光实验研究

本文报道了面预电离F原子激光和XeF激光输出能量以及F原子激光光斑随各气体分压的变化情况。在适当的气体混合物中放电获得了F原子和XeF准分子激光充满放电截面的完整光斑，取得了满意预电离效果。获得了F原子623．9nm、634．8nm、712．8nm和731．1nm四波长激光同时振荡以及F原子激光和XeF激光同时振荡，并作了定性分析。     

激光主动成像制导导引头设计方法研究

介绍了导弹激光主动成像制导导引头系统的工作原理,分析了当前激光主动成像制导导引头系统在激光器、探测体制和扫描方式的选择上存在的问题,结合导弹制导的特点,并根据目前国外激光雷达技术发展的现状,研究了高空间分辨率及高成像速率的激光主动成像制导导引头系统的设计方法.     

PCB激光投影成像扫描技术分析

通过对印制电路板激光投影成像技术使用的步进重复扫描和六边形无接缝扫描方法进行比较,揭示了六边形无接缝扫描技术的优越性能,对六边形无接缝扫描技术的均匀曝光过程及其实现的原理进行了阐述,并对影响扫描成像的曝光量和曝光速度等因素进行了分析.     

机载激光三维成像技术应用现状

分析了扫描式、推帚式两种机载激光三维成像技术的基本原理,对两种技术的总体特点进行了比较.列出了当前典型的机载激光三维成像系统参量,对较先进的ALTM-1210,SHOALS-1000T,ASLRIS以及中国的“863推帚式”四个系统的组成和参量做了具体介绍.展望了机载激光三维成像技术的应用前景及发展方向.     

低慢小目标面阵推进式激光成像探测方法研究

为了解决空中低慢小目标探测存在"发现难、识别难、跟踪难"的问题,提出了一种面阵推进式激光成像探测方法。采用面阵探测器对场景选通成像,通过车载成像系统的行进来实现多帧不同场景图像的获取,并运用一种特定的距离映射关系来实现对观测场景的3维重构。以低空小型飞行物为目标,设计了成像探测系统的基本参量,并从激光二极管阵列单元、脉冲宽度与重复频率、大气衰减、信噪比和脉冲峰值功率等方面分析了成像探测系统的基本性能。结果表明,在低空范围内,面阵推进式激光成像探测方法可有效对大面积空域进行快速3维成像,缩短图像生成时间,为下一步的系统工程实现提供了理论和技术指导。     

低慢小目标面阵推进式激光成像探测方法研究

为了解决空中低慢小目标探测存在“发现难、识别难、跟踪难”的问题,提出了一种面阵推进式激光成像探测方法。采用面阵探测器对场景选通成像,通过车载成像系统的行进来实现多帧不同场景图像的获取,并运用一种特定的距离映射关系来实现对观测场景的3维重构。以低空小型飞行物为目标,设计了成像探测系统的基本参量,并从激光二极管阵列单元、脉冲宽度与重复频率、大气衰减、信噪比和脉冲峰值功率等方面分析了成像探测系统的基本性能。结果表明,在低空范围内,面阵推进式激光成像探测方法可有效对大面积空域进行快速3维成像,缩短图像生成时间,为下一步的系统工程实现提供了理论和技术指导。     

飞秒激光微加工中诱导空气等离子体的超快观测研究EI北大核心CSCD

通过搭建飞秒时间分辨的泵浦探测阴影成像系统,研究了聚焦的飞秒激光脉冲产生空气等离子体的瞬态演化特性,并对不同聚焦条件下空气等离子体的时间特性进行了数值模拟。实验结果表明:聚焦的飞秒激光电离空气等离子体的电子瞬态密度峰值先升高后缓慢下降;同时得到了高时间分辨下的电离速度变化与电子数密度的空间分布。计算结果显示:更高的单脉冲能量对应更高的饱和电子数密度,高数值孔径聚焦条件下隧穿电离也更早出现,表明飞秒时间分辨的泵浦探测阴影成像可为超快激光微加工的瞬态过程提供观测手段,同时可对超快激光微加工过程中的等离子屏蔽效应提供机理解释与加工工艺的优化参考。     

激光主动成像技术应用及发展

近年来,激光主动成像技术得到快速发展,为获取高分辨率的图像信息提供了一种全新的探测手段。本文阐述了距离选通成像系统的基本原理,结合国外研究成果,对4种成像探测系统做了介绍:超分辨率距离映射成像系统、短波红外单基/双基成像系统和红外与激光双模组合成像系统。重点对各系统的构成、关键器件及技术优势进行了研究,并对实验结果进行了分析。分析了距离选通成像技术的发展趋势,对发展新型成像探测系统具有参考价值。     

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.