超短脉冲强激光大气传输的非线性效应

超短脉冲强激光大气传输在光学遥感、电子对抗、以及人工放电等方面具有重要的应用, 例如, 利用超短脉冲强激光使得远距离处的大气局域电离, 其所产生的紫外辐射可以为大气组分主动荧光光谱学研究提供光源。对短脉冲强激光在大气中的传输进行了理论分析, 对超短脉冲强激光大气传输中的各种线性效应及非线性效应, 诸如色散效应、非线性自聚焦效应、受激拉曼散射效应、多光子电离及隧道电离效应、电离引起的能量损耗效应、相对论聚焦、有质动力激发的等离子体尾波场等效应进行了讨论, 给出了一组描述超短脉冲强激光大气传输的三维非线性传输方程, 为此类问题的进一步研究提供了理论基础。     

超短脉冲强激光大气传输的非线性效应

超短脉冲强激光大气传输在光学遥感、电子对抗、以及人工放电等方面具有重要的应用．例如,利用超短脉冲强激光使得远距离处的大气局域电离,其所产生的紫外辐射可以为大气组分主动荧光光谱学研究提供光源。对短脉冲强激光在大气中的传输进行了理论分析,对超短脉冲强激光大气传输中的各种线性效应及非线性效应,诸如色散效应、非线性自聚焦效应、受激拉曼散射效应、多光子电离及隧道电离效应、电离引起的能量损耗效应、相对论聚焦、有质动力激发的等离子体尾波场等效应进行了讨论,给出了一组描述超短脉冲强激光大气传输的三维非线性传输方程,为此类问题的进一步研究提供了理论基础。     

紫外超短脉冲的准分子激光放大技术

由于具有波长短、聚焦特性好、峰值功率高等优势,紫外超短脉冲在超快科学、强场物理等领域具有重要的应用价值。准分子激光工作气体作为增益介质在放大紫外超短脉冲方面具有独特的优势,利用准分子激光放大紫外超短脉冲获得高强度的激光输出为紫外激光的应用提供了新的可能性。概括介绍了准分子激光放大的特点,进而基于准分子的放大特性分单元介绍了紫外超短准分子激光放大技术,并对深紫外超短脉冲脉宽的测量进行了简单阐述。     

超短脉冲激光微孔加工(上)——理论研究

自20世纪60年代激光器被发明以来,其脉冲宽度被不断压缩至亚皮秒及飞秒量级,使得激光加工技术进入到了超短脉冲阶段。为了进一步优化超短脉冲激光的微加工,理论研究必不可少。主要论述了超短脉冲激光与不同类型材料之间的相互作用机制。简述了超短脉冲激光微孔加工中的典型物理特性,如等离子体效应、自聚焦和光丝效应及锥形辐射等。分析了超短脉冲激光微孔加工的理论研究现状,并得出了目前理论研究中存在的问题。     

精细激光工业加工的应用概况

对比普通激光加工,超短脉冲和短波长对各种材料的优势作用日趋显现.超短脉冲和短波长的研发以及在激光加工中的试应用,为高品质的精细加工带来了希望.本文主要对激光在精细加工方面的应用进行阐述.     

超短脉冲激光加工在微电/光互连领域的应用研究进展

超短脉冲激光凭借其脉宽窄、峰值功率高的特点,可以实现高精度材料生长、改性和去除等形式的加工,具有良好的材料适应性和工艺兼容性,在微电/光互连领域取得了开拓性应用进展,已成为近年来先进制造的新兴关键技术。本文简要介绍超短脉冲激光实现微光电子器件制造的基本机制,包括多光子还原、表面等离子体共振和双光子聚合等,重点阐述超短脉冲激光加工在微光/电互连领域的应用研究进展,并对超短脉冲激光加工在该领域的发展方向进行总结和展望。     

超短脉冲激光微孔加工(下)——实验探索

自20世纪60年代激光器被发明以来,其脉冲宽度被不断压缩至亚皮秒及飞秒量级,使得激光加工技术进入到了超短脉冲阶段。与其它加工技术相比,超短脉冲激光微孔加工突破了对尺度和材料的限制,并具有高精度和自动化等优点。主要论述了超短脉冲激光微孔加工的优势,如冷加工、突破衍射极限的低微米及纳米量级的加工等。介绍了超短脉冲激光微孔加工中的三个经典模型,包括孔径和阈值关系模型、多脉冲累积模型和单脉冲烧蚀深度模型。简述了超短脉冲激光微孔加工的实验研究现状,并给出了存在的问题和展望。     

超短脉冲激光器及其应用

1引言 从激光发明的初期开始,超短脉冲光的产生和应用就有效地利用了激光的特点,科学家们对此开展了多项研究.近年来,作为物理科学研究和测量的工具,超短脉冲激光器在很多领域得到应用,并有望应用于三维加工或医疗方面.     

超短高功率脉冲激光与物质相互作用及其应用

超短高功率脉冲激光系统的小型化实用化极大地促进了激光与物质相互作用的物理和应用研究。回顾加拿大魁北克大学国立科学研究院材料研究所（简称ＩＮＲＳ）的超短高功率脉冲激光产生高温高密度等离子体的最新研究成果及其在分子物理和辐射约束高温高密度等离子体物理中的应用。     

高平均功率超短脉冲激光光纤放大研究进展

超短脉冲激光在生物医学、激光微加工、国防等领域有重要的应用.随着双包层光纤激光技术的发展,基于双包层光纤或光子晶体光纤(PCF)的超短脉冲激光光纤放大技术由于在体积、效率、光束质量等方面的优势,倍受关注.主要报道国内外皮秒和飞秒级超短脉冲激光光纤放大的最新进展,介绍其在微加工、超连续谱产生和太赫兹波产生方面的典型应用.     

在实验室实现脉搏波形的测量

人体内部各器官的健康状态可以在脉搏信息中反映出来,要使脉诊技术客观化,首先要获取准确的脉搏信息,比如脉搏波形,进而进行分析和研究。介绍一种在实验室脉搏波形测量的电路系统和实验方法,并通过数据采集和快速傅里叶变换得到了比较理想的脉搏波形图和频谱图。     

A Discrete‐Amplitude Pulse Width Modulation for a High‐Efficiency Linear Power Amplifier

A new discrete‐amplitude pulse width modulation (DAPWM) scheme for a high‐efficiency linear power amplifier is proposed. A radio frequency (RF) input signal is divided into an envelope and a phase modulated carrier. The low‐frequency envelope is modulated so that it can be represented by a pulse whose area is proportional to its amplitude. The modulated pulse has at least two different pulse amplitude levels in order that the duty ratios of the pulse are kept large for small input. Then, an RF pulse train is generated by mixing the modulated envelope with the phase modulated carrier. The RF pulse train is amplified by a switching‐mode power amplifier, and the original RF input signal is restored by a band pass filter. Because duty ratios of the RF pulse train are kept large in spite of a small input envelope, the DAPWM technique can reduce loss from harmonic components. Furthermore, it reduces filtering efforts required to suppress harmonic components. Simulations show that the overall efficiency of the pulsed power amplifier with DAPWM is about 60.3% for a mobile WiMax signal. This is approximately a 73% increase compared to a pulsed power amplifier with PWM.     

LDA抽运Nd:YLF再生放大器的实验研究

研制了一台激光二极管列阵(LDA)抽运的Nd:YLF再生放大器。再生放大器工作波长1053 nm，重复频率1 Hz，输出4 ns宽基横模TEM00激光脉冲的能量为2 mJ。总放大倍数达到了1×10 7，输出能量稳定性优于±4.7%(峰值)。给出了再生放大器的实验装置和有关实验结果。     

掺铒非线性光纤环镜中增益带宽对超短光孤子放大的影响

根据宽带脉冲的特点,建立了描述宽带脉冲放大的理论模型,并同时用数值方法研究了超短孤子在掺铒非线性光纤环镜中的放大.计算结果表明,当输入脉冲的频谱宽度和增益带宽相接近时,超短光孤子的波形和频谱产生畸变,放大效率降低,使得输出脉冲不再具有孤子特性.而这种影响可以通过优化不同增益带宽的ED-NALM中环的长度来消除.     

全光纤结构锁模脉冲光纤放大器

随着光纤技术的不断发展,光纤激光器以其体积小、结构紧凑、高效率、光束质量好、高稳定性等优点逐渐受到重视。近些年,具有高峰值功率、高重复频率和高单脉冲能量的脉冲光纤激光器越来越成为研究和应用领域的热点。利用自行搭建的环形腔光纤激光器,获得了稳定的自启动锁模脉冲种子源,以掺Yb双包层光纤为增益介质,采用包层泵浦的方式和主振荡功率放大结构(MOPA),通过两级放大,使平均功率为70 mW的信号光得到25.2 dB的增益,获得了平均功率23.07 W,中心波长1 064 nm、重复频率41.3 MHz,脉冲宽度50 ps,单脉冲能量0.56μJ,峰值功率11.2 kW的锁模脉冲激光,光光转换效率为42.4%,实现了全光纤结构的锁模脉冲放大器。     

相遇时间对双布里渊放大池放大控制脉冲波形的影响

在传统独立双池结构的受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜(PCM)系统中,对布里渊放大池进行改进。引入修整放大池,采用主放大池与修整放大池相结合的双布里渊放大池结构控制脉冲波形,主放大池对脉冲波形进行粗调,修整放大池对脉冲波形,特别是脉冲前沿进行微调。理论和实验研究了相遇时间对双布里渊放大池放大控制脉冲波形的影响,得到了不同相遇时间下,脉冲波形随双池间距的变化规律。研究表明,相遇时间是决定放大光脉冲波形整体形状的重要参数,相遇时间越长,脉冲可控范围越大,但是系统的效率越低。     

改进的高功率飞秒脉冲系统理论研究

理论分析了由掺镱光纤放大器、高非线性光纤(HNLF)和光栅对组成的高功率飞秒脉冲产生系统。由于掺镱光纤放大器固有的有限带宽效应会导致脉冲抛物波形和线性啁啾的畸变,影响脉冲的压缩。在放大器和光栅对之间引入高非线性光纤,可以在展宽脉冲频谱的同时也保持波形和线性啁啾。针对高非线性光纤计算了不同的非线性系数和色散参量对压缩脉冲宽度和压缩效率的影响。研究表明,较高的非线性系数可以进一步降低最小压缩脉冲宽度,但是压缩效率随光纤长度增加而下降的趋势也变得越显著;较低的色散参量有利于得到更短的压缩脉冲,并且相对较高色散参量不会显著地降低压缩效率;在一定范围内,通过延长高非线性光纤可以缩短压缩脉冲,同时需要兼顾压缩效率。     

高能量1 ns Nd:YAG激光器系统

为了实现高能量、窄脉宽的输出,设计了一种半导体端面泵浦Nd:YVO4的主振荡器与功率放大器(MOPA)结构的Nd:YAG激光器。半导体端面泵浦布儒斯特切角Nd:YVO4晶体调Q主振荡器,获得了单脉冲能量0.16mJ,重复频率5Hz,脉冲宽度0.964ns的种子激光输出。通过使用光隔离器和端面切角的Nd:YAG晶体,避免了Nd:YAG双通预放大器的ASE效应,获得了单脉冲能量88mJ,脉宽0.972ns的激光输出。通过空间滤波器后,两级主放大器单通放大后,最终获得了单脉冲能量大于3.25J,脉宽1.051ns,M2为1.9,不稳定度小于±3%ns激光放大输出。     

窄脉冲泵浦的Raman放大研究

基于振幅耦合方程,引入入射处信号脉冲与泵浦脉冲的时间差,研究了光纤中单个信号脉冲与窄泵浦脉冲的作用。将泵浦脉冲取为双曲正割形式,得到交叠因子、信号光振幅、泵浦光振幅的解析解,及信号功率沿光纤的分布。研究了长光纤中信号脉冲与多个泵浦脉冲的作用,推导出考虑插损时的信号增益。     

半导体激光放大器中超短光脉冲放大过程的研究

本文对超短光脉冲在半导体激光放大器内的放大过程进行理论和实验研究，首次推导出描述这一瞬态变化过程的一系列方程组，并利用方程组进行了数值模拟求解，最后给出与理论相一致的实验结果。