超短脉冲激光与固体靶作用产生光核中子的数值模拟研究

采用超短脉冲激光与固体靶作用产生光核中子的模型,使用蒙特卡罗程序Fluka研究了激光诱导光核中子源的特性。对不同材料和电子温度条件下中子产生的模拟表明,钨是最佳的靶材料,且对于不同的超热电子温度,存在不同的产额饱和厚度。对源尺寸的模拟表明,中子源的尺寸决定于入射电子束发散角和靶厚,可以通过增加靶半径的方式提升前向与侧向中子通量的比值至5。当电子温度大于4 MeV时,可以获得能谱结构稳定的光核中子源。对时间分布的模拟表明,中子源的脉宽小于30 ps,且飞行后的脉宽展宽系数为100 ps/mm。     

超短脉冲光纤激光相干合成(特邀)

相干合成技术能够突破单路激光的功率和脉宽极限,实现超高功率、超短脉宽的脉冲激光输出。介绍了超短脉冲光纤激光空域、时域和频域相干合成的基本原理和关键技术。综述了空域、时域和频域相干合成系统及其关键技术的研究现状,梳理了超短脉冲光纤激光相干合成的发展趋势,为相关技术的发展提供参考。     

基于单次自相关的超短脉冲激光脉宽测量研究

超短脉冲激光作为一种极短的时间探针,被广泛应用于物理学、化学、生物医学等各个领域。如何精确获取超短脉冲激光的时间脉宽,将是提高此时间探针精度的关键。文章展示了一种基于单次自相关技术的超短脉冲激光脉宽测量技术,并应用此装置进行了高精度实验测量,实验发现,随着和频光束束宽的增大,待测脉冲的脉宽也将随之增大。     

飞秒激光的应用

1 引言飞秒激光的独特性质决定它在科学技术和医学等不同领域有广泛应用。超短脉冲实际应用的效率是由脉冲的最小宽度及与其有关的短时相干度、最大峰值功率和强度、长时相干度和超短脉冲序列的高平均功率等决定的。下面列出超短脉冲的主要应用，并指出辐射特性的关键参数。本综述显然不可能论及所有可能应用，因此仅讨论与上述辐射参数有关，并在近期可以实现的那些应用。科学应用1. 以最短脉宽为基础的应用·非线性光学；·纤维光学，光孤子；·用激发探测法研究超快现象；时间分辨光谱；·双光子和三光子显微术；·飞秒化学；·太赫光束…     

超短脉冲大气传输展宽及脉冲波形分析

激光通信技术是实现高效通信的重要手段.大气激光通信链路中,大气的散射、吸收和湍流严重制约激光传输质量.分析了激光通信系统中由于大气湍流和色散造成的脉宽展宽,计算了脉宽展宽量与湍流大气折射率结构常数、初始脉宽和传输距离之间的关系;比较了不同发射激光脉宽、不同发射能量下的脉冲波形特性.数值计算及仿真结果表明,激光脉宽随传输距离、大气湍流的增大而增大,长脉宽的超短脉冲激光受大气湍流和色散的影响小,并且脉宽增大,激光功率降低,研究结论对超短脉冲的应用具有一定的意义.     

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(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。     

飞秒激光在材料微加工中的应用

本文介绍了飞秒激光的特性以及超短脉冲激光与材料相互作用的机理，并着重指出了其与长脉冲激光的区别。飞秒激光可产生超高光强、具有精确的损伤阈值(并且损伤阈值较低较低)、很小的热影响区、几乎可精密加工所有种类材料，并且，加工精度极高，可进行亚微米尺寸的精密加工。通过分析飞秒激光材料微加工的特性，综述超短脉冲激光材料微加工的应用研究现状。     

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。     

超短脉冲激光对单晶硅太阳能电池的损伤效应

太阳能是未来的主要能源之一,关于太阳能电池的研究也逐渐成为热点。长期以来,人们对太阳能电池的高能粒子辐射特性进行了广泛的研究,对其激光辐照损伤特性的研究却很少。随着光电对抗技术的发展,对这方面的研究需求也越来越迫切。研究了532 nm、20 ns和300 ps脉冲激光对单晶硅太阳能电池的辐照效应,分析了超短脉冲激光对单晶硅太阳能电池的损伤机理。对比了超短脉冲激光和长脉冲激光、连续激光的损伤机理的异同。阐述了在激光单脉冲能量一定的情况下,损伤效果与脉宽和重频的关系。通过分析,指出了太阳能电池损伤的主因,激光对太阳能电池的破坏主要是依靠热效应。     

激光驱动离子加速的研究进展及其重要应用综述

随着激光技术的不断发展,特别是啁啾脉冲放大技术被提出以来,超强激光脉冲驱动的离子加速研究逐渐吸引了国内外科学家们的广泛关注,在离子能量提升、发散角控制和单能性提高等方面相继取得一系列重要进展。由激光与等离子体相互作用产生的离子束具有能量高、脉宽窄和方向性好等特点,具有许多潜在应用。本文通过回顾激光驱动离子加速的研究历程,对离子加速的主要作用机制、基本理论模型、数值模拟和实验研究等进行详细的阐述,同时对激光驱动离子加速的重要应用进行归纳总结。最后根据当前国内外大型激光装置的发展趋势,对极端光场中的离子加速进行展望。     

短脉冲泵浦类锂铝离子X射线激光模拟

建立了适合描述短脉冲激光泵浦类Ｌｉ离子产生Ｘ射线激光的简化流体和原子动力学模型。短脉冲激光泵浦纤维靶产生等离子体的电子密度、电子温度、电离态分布等和驱动激光功率密度、脉宽及纤维靶半径相联系。研究了类Ｌｉ铝离子４ｆ－３ｄ跃迁激光增益系数随时间的演化过程，以及峰值增益和泵浦激光功率、脉宽及纤维靶半径之间的关系。     

MOS器件的超短脉冲激光辐照效应

电荷耦合器件(CCD)的高敏感性使其易受到激光脉冲的干扰甚至损伤.在理论分析了影响MOS结构光生电荷量因素的基础上,数值仿真了MOS器件的光生电荷量以及响应电压和电流随激光脉宽和平均功率变化的关系;实验研究了CCD对不同参数激光脉冲的光电响应特性.数值仿真表明,MOS器件的光生电荷量以及峰值响应电压和电流随激光脉冲的平均功率和脉宽的增大而增大,并且响应电压和电流有拖尾现象.实验结果显示,脉冲越短,CCD的响应阈值越低.研究结论对超短脉冲激光在光电成像方面的应用具有一定的意义.     

激光控制光电子开关产生的电脉冲激励半导体激光器产生超短光脉冲

最近,Kobayaashi等报导了用短电脉冲激励半导体激光器获得了超短光脉冲输出.而用锁模超短脉冲激光器驱动的半导体光电子开关能产生超短同步电脉冲.这里介绍的是用激光驱动的超快速开关产生的短电脉冲激励半导体激光器,得到同步的变频超短光脉冲的结果.     

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。     

中红外超强超短激光研究进展（特邀）

近年来,可调谐中红外新波段超强超短激光的出现与迅速发展,开辟了强场物理领域中迄今仍很少探索过的参量空间,为开拓超强超短激光与物质相互作用的新物理、新效应及新应用提供了新机遇。文中总结了中红外超强超短激光近年来的发展趋势与研究方向。针对光参量放大、光参量啁啾脉冲放大、中红外脉冲后压缩以及中红外新型光场调控技术4个研究方向,较全面地分析各自的国内外研究现状,并对未来中红外超强超短激光的发展趋势进行了展望。     

超短脉冲激光脉宽的相关测量与脉冲重现

超短脉冲激光脉宽的相关测量与脉冲重现吴建光，张正泉（中国科学院上海光机所．上海２０１８００）前言在过去将近三十年的时间里，超短激光脉冲的产生与应用得到巨大发展，特别是近几年来可调谐超短脉冲固体激光器的出现，现在已可直接输出小于１０ｆｓ的脉冲。在物理学...     

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。     

脉宽对不同密度介质中传播的超短脉冲特性的影响

利用使用预估校正（PC）-时域有限差分（FDTD）法求得的全波Maxwell-Bloch方程组的数值解,研究脉宽对在不同密度的V型三能级介质中传播的飞秒超短激光脉冲特性的影响。结果表明,不同原子密度情况下,脉宽改变对脉冲传播特性的影响是不同的。当超短脉冲在原子密度较小的稀疏介质中传播时,脉冲不易发生分裂;当脉冲未分裂时...     

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。