超短激光脉冲

我们所说的超短脉冲是指那些持续时间约为10^-13秒到几十个微微秒的光脉冲。由于估计到这种光脉冲可用来研究超高速物理及化学过程,这就推动了获得这种脉冲的研究工作,而且结果很好,在1962年可得到的最短脉冲是10^-8秒,而在1968年便获得了10^-13秒的脉冲,功率达10¹²瓦。取得进展的主要原因是“锁模”方法的成熟,采用这种方法可以安排激光器轴向模之间的相位关系。这里,我们将讨论产生与测量超短脉冲的方法。然后考虑它们在各方面的用途,例如研究受激散射,测定激励志的寿命,以及产生高温等离子体等。     

超短脉冲高功率激光及其应用

1．前言可见光的1个周期约2fs，迄今已获得的最短脉冲为6fs，这样的脉宽可看成1个周期的量级。为了获得比此更短的脉冲，不得不利用与中心波长同量级带宽的可见光，或者短波长光。直到数年前为止，染料激光是产生超短脉冲的主流，对撞脉冲锁模把脉宽推进到很短的水平。由振荡器单独产生的脉定最短已达27fs，在腔外用光纤脉冲压缩器已获得6fs的脉冲。最近流行的话题是以钛宝石为代表的固体激光器，利用光克尔效应进行自锁模，由振荡器单独产生的脉宽为8．3fs。可以认为，由于共振腔内进行适当的色散补偿而形成一种孤子，激光输出非‘常稳定。…     

多模光纤在超短脉冲激光领域的新应用

多模光纤在孤子效应、时空锁模、高能量光纤激光器、超快光纤激光器、高能量激光传输等多个领域有特殊的研究价值和应用前景,引起了研究人员的高度关注,成为近年来国内外的研究热点。文章总结了国内外多模光纤器件的研究进展,重点分析了基于多模光纤的锁模激光器、新型锁模器件、非线性自净效应的发展现状及存在的问题,并对其未来发展方向进行展望。     

超短脉冲激光的新进展

里弗莫尔研究人员已拍摄记录了拍瓦激光的超短脉冲信号，并发现它们的新应用。此台拍瓦激光器已运转3年，常规产生500J以上的能量，脉宽500fs。利用它进行的实验评估了获得惯性约束聚变快点火器方法；产生了用于X射线照像的辐射或高功率电子；产生了用于核物理实验的高功率γ射线。     

超短脉冲激光在光导纤维中的应用

本文评述了超短脉冲激光在光纤中的应用,如精密测量定位,色散特性的研究,自相位调制,自方波成形,光脉冲的再压缩,孤立子激光器等。对于某些概念给予了深入阐述。     

超短脉冲激光的时间相干性

对超短脉冲激光的单色性与时间相干性的理解,作者已在1982年安徽梅山召开的激光讨论会上首次提出了这个问题,引起了与会代表的关注。在以后的几次全国性激光讨论会上,这个问题引起了与会代表广泛的争论。     

超短激光脉冲对眼的损害

在提交给物理学和光学展览会的一篇逾期论文里,美国空军宇航医学学校的J. Taboada和R. W. Ebbers报导了研究1.06微米超短激光脉冲系列对眼组织的损害的初步结果。     

蓝色二极管激光获得超短脉冲

德国ＰｉｃｏＱｕａｎｔ公司介绍了一种具有皮秒脉宽和高重复频率的蓝色二极管激光系统．他们证明该系统在时间分辨荧光研究方面作为激发源是有用的．德国公司采用日本Ｎｉｃｈｉａ化学工业公司的蓝色二极管激光器，并应用自己的专利技术来产生超短脉冲，从而导致５０ｐｓ脉冲，重复频率达到４０ＭＨＺ及中心波长为４００ｕｒｎ的商用激光器，平均功率为ｌｍｗ；峰值功率达到４００ｍｗ。这些二极管激光器的商业应用对时间相关的荧光光谱研究是个好消息，在诸如分辨单个抗原或ＤＮＡ链等生化分析的应用中是一个强有力的工具。这项技术源于它…     

超短及超强脉冲激光研究进展

超短及超强脉冲激光是具有广泛应用的前沿技术,结合国际上有关该研究的最新进展,介绍了最近在周期量级脉冲激光的产生及包络相位测量、红外飞秒镁橄榄石激光研究、高精度飞秒激光同步、350 TW啁啾脉冲放大激光、飞秒激光腔外压缩等方面取得的结果。     

超短脉冲激光产生方法新说

到目前为止,关于产生超短脉冲激光的方法已有许多技术。为寻求新的产生方法和探索新的产生超短脉冲激光的技术途径,作者根据其产生过程的物理机制的不同,提出新的分类方法:     

超短激光脉冲产生超宽带光源

超连续源是近年来超快激光领域的前沿之一.德国科研人员研制出了一种波长在270～1000 nm间可调谐的近均匀超连续光源.实验中,中心波长750 nm脉冲宽度5 fs的激光束聚焦于He气样品盒,通过自通道(self-chanlleling)效应实现了5 cm长的通道,从而减少了远场光斑发散.     

超短脉冲激光提高手术精度

劳伦斯*里弗莫尔国家实验室正开发一种超短脉冲激光系统,用于需要极高精度、以使周围组织损伤最小的外科手术.其潜在应用包括眼科手术、神经手术、脊椎手术、牙科、穿过心肌的血管再造(TMR)、肿瘤切除、五官科和美容. 从1997年底开始,里弗莫尔研究人员花了18个月改进系统,其中装有一台Nd∶YAG抽运锁模Ti∶宝石激光器(790 nm)和一台Nd∶YLF激光器(572 nm).Ti∶宝石激光器产生低能量超短脉冲,用Nd∶YLF再生放大器放大.将超短脉冲按色元分离,实现初步的脉冲展宽,将各独立的色元放大,再重新组合到"压缩器”部分.该系统以80 MHz重复率输出700～800 mJ脉冲时,功耗小于1 W. 使用可调谐放大器,激光器发射100 fs～10 ps的短脉宽激光能量,去除表面物质时对周围区域无明显的能量传递.这项技术还进一步降低了打直径小于150μm的小孔时受热损伤的风险.该应用得到由里弗莫尔开发的诊断反馈系统的帮助,这个专利系统用以感知激光是在切除骨质还是神经组织,发现割到神经时就关闭激光. 组织烧蚀时产生等离子体发光,系统的工作通过分析它来完成.切除骨质时,产生高钙信号;触及神经就产生低钙信号.一旦钙信号降低就关闭激光,使医生不致意外地伤及神经. 骨质切除手术中,在切到神经或其它软组织时即时关掉激光,就可避免损伤周围区域.这在神经和脊椎手术中尤为重要,此时需要极高的精度,能切除不想要的组织,又不伤害其它部分.神经手术方面,通过细致地切除不想要的骨质,已可处理侵入神经缝隙的骨质,以此治疗受压迫神经.这种手术原先需使用穿孔器,使神经有损伤的危险,医生试图在不影响非常柔软的神经组织的情况下去除骨质. 里弗莫尔通过将新近小型化的商品超短脉冲激光源与传输系统、诊断程序结合,创造一种多用途手术工具. 对于牙科手术,最大的好处是由超短脉冲激光转移到穿孔物质的能量很小.以往使用的激光会形成非常粗糙的孔,更重要的是,还会因热应力造成牙齿破裂.超短脉冲激光的热传递少,牙齿受热会使病人不适.它还可用于齿根杀菌和软组织的刻蚀,对软性和硬性的组织同样适用. 激光在对周围环境无热、机械损伤的情况下高精确切割的能力对于屈光外科手术也是件好事.在角膜刻蚀中,医生用微型解剖刀代替machete.切口减小就缩小了创口,能加速愈合,可更好地校正视力. 由于超短脉冲激光使对孔周围组织的热损伤减至最小,相信在穿过心肌的血管再造中它比目前使用的准分子激光和CO2激光好. 里弗莫尔正与光谱物理等几家激光公司合作,研究医用超短脉冲激光器的小型化,完善短脉冲激光手术中的传输系统和诊断系统.研究的进展将有助于生产紧凑、廉价、可靠的临床设备应用系统.一项在医疗中应用超短脉冲激光器的专利还未获得批准.     

超短蓝-绿激光脉冲

伦敦大学帝国学院的飞秒光学小组产生了波长为496 mn的可调蓝-绿激光超短脉冲。据P. M. W.French说，这是首次能够直接在低于500 nm的波长上产生如此短的脉冲。其脉宽基于自相关时间可达93 fs。     

超短激光脉冲技术及其研究进展

首先阐述超短激光脉冲发展的几个历史阶段及其特点．并介绍了飞秒激光器的类型及飞秒脉冲的产生、放大与测量，最后介绍了飞秒激光技术的相关学科。     

用于精密加工的超短激光脉冲

工业激光材料加工,常使用空间和时间上均密集的激光能量来作材料的烧蚀,诸如钻孔,切割、焊接或其它加工.激光已经成为一种独立的工业加工方法,激光的新应用领域正迅速发展.激光微细加工是激光材料加工的一个分支,一般是指那些特征尺寸小于100μm的加工.