基于超腔技术的高亮度激光同步辐射分析

提出了一种超腔的新技术方案,利用康普顿散射理论计算了基于超腔技术的激光同步辐射(LSS)波长以及单个电子的光子产额和辐射功率,讨论了电子束品质和激光功率损耗对激光同步辐射的总光子产额和总辐射功率的影响.结果发现,利用3.5 GeV电子束和远红外激光进行康普顿垂直散射可以获得能量10.975 MeV的γ射线,单个电子产生的光子产额与激光功率和入射波长成正比,与光束的截面积成反比.单个电子的辐射功率与激光功率和Lorentz因子的平方成正比,与光束的截面积成反比.     

激光诱导Al等离子体温度随激光能量变化特性研究

利用ＹＡＧ激光（波长１．０６ μｍ,脉宽为１０ｎｓ）烧蚀Ａｌ靶产生的三条 ＡｌⅢ等离子体谱线 （４５．９２ｎｍ; ４５１．２５ｎｍ; ４１５．０１ｎｍ）;在局部热力学平衡近似下,利用玻尔兹曼图,测定了等离子体电子温度在不 同激光能量下的变化特性．随着激光能量的增加,电子温度从１４８００Ｋ近似单调的上升到２００００Ｋ;随后反而有所 下降．在电子温度达最高时,连续辐射谱强度并未达最大值．同时还观测到,Ａｌ的原子谱线和离子谱线强度随激光 能量有不同的变化特点．利用玻尔兹曼图的最小二乘方拟合,测得Ａｌ Ⅲ谱线４４７．９９ ｎｍ（４ｆ２Ｆ７／２－５ｇ２Ｇ９／２） 跃迁的几率约为（１０．４±０．８）ｘ１０８ ｓ－１     

硅晶体中的二次混合与相干放大

两束强度不等、波长为1.06μm的脉冲激光在硅晶体中混合,产生一个瞬态受激光栅.通过硅晶体后,发生能量从强光束向弱光束转移的现象,从而使弱光束的强度得到放大.得到(?)=5倍的放大率.     

快点火超强激光等离子体相互作用研究

为研究惯性约束聚变（ＩＣＦ）快点火的可能性,对相对论参数范围内激光等离子体相互作用作了大力研究。用超强激光系统和“网络粒子数”（ＰＩＣ）模拟编码,研究了相对论激光自聚焦,超热电子、离子和中子产生。实验用具有１０５３ｎｍ激光波长、５０Ｊ能量和０．１～１ｐｓ脉宽的超强激光完成,激光强度为１０＾１９Ｓ／ｃｍ＾２。大多数激光批靶在具有１００ｕｍ等离子体标尺长度的等离子体条件下进行。在预等离子体内激光脉行为     

多碱光电阴极光电发射过程研究

论述了多碱阴极及光致荧光的特点,测量了多碱阴极在514.5 nm和785 nm波长激光激发条件下的荧光谱。结果表明,多碱阴极在514.5 nm波长激光激发条件下,荧光峰值强度比785 nm波长激光激发条件下荧光峰值强度强40倍,说明514.5nm波长的电子跃迁几率低于785nm波长的电子跃迁几率,同时514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长为860 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长为870 nm,514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移为345 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移仅为85 nm,说明514.5 nm波长激发的跃迁电子的能量损失远大于785nm波长激发的跃迁电子的能量损失。原因是短波光子的能量较高,所激发的跃迁电子来源于较深能级,因此能量损失较大。多碱阴极的量子效率在2.11 eV达到最大,当光子的能量大于2.11 eV以后,由于跃迁电子的能量损失随光子能量的增加而增加,因此多碱阴极的量子效率随光子能量的增加而减小。多碱阴极的量子效率与电子跃迁几率成正比,但实测的量子效率曲线与电子跃迁几率曲线的峰值波长不一致,原因是随着光子能量的增加,跃迁电子的能级也增加,当电子跃迁的几率达到最大并下降时,尽管跃迁电子的几率减小,但因电子跃迁的能级还在提高,因此量子效率仍在增加。只有当跃迁几率的因素超过能级的因素以后,量子效率才随光子能量的增加而减小,因此造成量子效率曲线的峰值波长与跃迁几率的峰值波长不一致。通过多碱阴极光致荧光谱的分析,揭示了多碱阴极电子跃迁过程中的客观规律,解释了多碱阴极量子效率在达到最大值之后,量子效率随光子能量增加而减小以及多碱阴极量子效率存在短波限的原因。     

等离子体尾波的数值研究

应用一维粒子模拟方法（Ｐａｒｔｉｃｌｅ－ｉｎ－Ｃｅｌ）数值研究了超短超强激光（Ｉλ２＞１０１８Ｗμｍ２／ｃｍ２）和稀薄等离子体相互作用后等离子体尾波的产生及其对电子的加速。结果表明，单束激光和拍波与稀薄等离子体相互作用后，在等离子体中都能激发起尾波，但拍波激发的等离子体尾波的强度和波长较大，同时等离子体中的电子动量也给加速得比较大     

TW激光器加速电子

法国的Ecole综合技术公司、CNRS大学和英国皇家学院的研究人员报道了用100TW超短钕玻璃激光器的激发场加速电子的工作．研究人员们称,这是注入的电子束首次被激光器激发场加速器（LWFA）加速．这个实验装置用了一系列串联的放大器进行啁啾脉冲放大,在1057nm上以400fs的序列脉冲产生100TW的平均输出功率．将直径为80mm的输出光束注入一个脉冲压缩器,并以14m的焦距、30°的离轴抛物线聚焦于充气的室中．一个连续波3MeV的电子束注入等离子体中,用磁谱仪测量被加速的电子．共发射250个序列脉冲,其中大部分脉冲的激光能量为4～9J,光…     

媒体扫描

英国“火神”激光器升级完成卢瑟福·阿普耳顿实验室“火神”激光升级于2002年4月10日完成，它将推动该国的等离子体物理研究。这次升级将使钕玻璃“火神”激光装置的输出功率提高10倍，将为超高强度实验增加第三个靶站。“火神”用来研究强光与物质的相互作用。升级后的“火神”将输出1PW（1015 W）功率，聚焦的强度超过1021 W/cm2。以这样的强光束打在固体靶时，瞬间就产生等离子体，激光将与等离子体相互作用。光束通过等离子体时，可以加速电子，这些高能电子又可产生强的质子或离子束。“火神”激光的强度提高将产生很多新的应用。如…     

离轴涡旋光束诱导空气等离子体产生太赫兹波

使用涡旋光束代替高斯光束作为产生光源,研究了涡旋光束产生太赫兹波的过程。探究了具有不同拓扑荷数的涡旋光束在产生太赫兹波时的差异,相位奇点的位置对产生太赫兹波的影响,不同脉冲强度和激光波长下涡旋光束产生的太赫兹波能量、频谱和偏振的变化。结果表明,产生的太赫兹波强度会随涡旋光束拓扑荷数的变化而变化,并且与涡旋中心的位置密切相关。涡旋光束所产生的太赫兹波随脉冲强度和激光波长的变化趋势与高斯光束一致。高斯光束与涡旋光束产生的太赫兹波在频谱和偏振上的变化趋势一致。     

光纤布喇格光栅应变传感器

1光纤布喇格光栅传感器和仪器光纤布喇格光栅（FBG）的制作方法是将～1cm的光纤在紫外激光器的两束光形成的干涉图中曝光．干涉条纹的明暗周期＝0．6～1μm,使光纤芯的折射率产生周期性的变化．这种折射率的调制在曝光后被保留下来,并且在～300℃的温度下是稳定的。当光线沿光纤传递时波长等于光栅的布喇格波长的那些光被反射．光栅的布喇格波长由下式定义：他一Zne,A＝ne。入／sin（0／）式中nefr是光纤芯的有效折射率,A是折射率的调制周期,AL是激光波长,0是光束之间的角度。FBG是一个窄带反射滤光器,其波长可以通过改变两相交…     

电子束被激光行波散射的相对论性经典理论

在电子间相互作用和电子辐射可忽略的条件下,得到电子束被激光行波散射的洛仑兹力方程的严格解;相对论性经典理论预言的角分布可与实验比较。     

飞秒强激光与低密度等离子体相互作用原初过程的实验研究

近年来随着啁啾脉冲放大（ＣＰＡ）技术的应用,激光器件有了长足的发展,系统地研究超短超强激光与等离子体相互作用中等离子体波的产生机制和发展过程,对理解基于等离子体波的电子加速机制和实现等离子体波电子加速器有重大意义． 我们的激光源为太瓦超短超强激光装置（脉宽为 ４５ ｆｓ,输出功率为 ２×１０１２ Ｗ）,采用离轴抛物面镜为聚焦镜,真空焦斑宜径小于２０ｕｍ　,聚焦功率达到 ５×１０１７ Ｗ／Ｃｍ２,我们在电磁气体阀的基础上设计加工了毛细管靶．激光聚焦于真空靶室内毛细管入口,由脉冲延时器控制激光、喷气和数据…     

飞秒强激光与Ar原子团簇相互作用产生的Ar离子能量分布

超短强激光与大尺寸原子团簇的相互作用研究是９０年代开拓的一个崭新的强激光与物质相互作用的研究领域．由于大尺寸原子团簇兼有气体的低平均密度孤立体系和固体的高局域密度的独特双重特性,因而相对于固体靶和气体靶,大尺寸原子团簇靶对入射激光具有更高的能量吸收率,能够产生温度更高的等离子体,释放出更强的Ｘ射线和能量更高的电子、离子． 本工作以实验手段研究了飞秒强激光与Ａｒ原子团簇相互作用产生的Ａｒ离子能量分布．飞秒激光由一台使用了啁啾放大技术的钛宝石激光器产生,脉冲宽度为 ４５ ｆｓ,单脉冲最大输出能量可达 ２…     

强光场中类氢原子的理论描述

由于激光技术的进步，特别是超短脉冲啁啾技术的突破，在实验室中产生强度大于 ３．５ｘ１０１６Ｗ ／Ｃｍ２，脉冲宽度小于 １００ ｆｓ的激光已不是困难的事情．这样强的激光中的电场矢量的峰值强度已达到或超过氢原子第一玻尔轨道上电子所感受到的核库仑电场的强度５．０×１０９ Ｖ／Ｃｍ．显然，在这样强的激光中原子的行为将主要由光场或光场与原子势（核－电子和电子－电子之间的相互作用）的共同作用来确定，而不是主要由原子势来确定．这将给物理学注入新的活力，开辟崭新的天地．同时也将促进其他学科的发展和一些重大问题的解决…     

最高输出的双波长半导体激光器

日本夏普公司推出一种１２倍速CD－R和DVD－录像机／DVD－RO回放的组合机用的双波长半导体激光器。该激光器能将峰值振荡波长为７８４nm、脉冲输出１３５mW的高输出红外半导体激光器和峰值发射波长为６５４nm、脉冲输出７mW的红色半导体激光器两块芯片组合为一个组件。（No．３３）最高输出的双波长半导体激光器@小平     

氙灯抽运Er∶YAP晶体的中红外激光性能

采用氙灯抽运研究了原子数分数为10%的Er³⁺掺杂的YAP晶体在2.7～3μm波段的激光性能,使用3种不同透射率的输出镜,实现了最大输出能量为1173 mJ@1 Hz、1284 mJ@5 Hz、495 mJ@10 Hz、104 mJ@20 Hz的激光输出,对应的斜率效率分别为0.80%、0.99%、0.84%和0.44%。当重复频率为5 Hz,透射率为15%时,该晶体具有最大的输出能量和激光效率,相应的平均输出功率达到了6.42 W,约是目前已报道最好结果的4倍。测量了不同输入功率下Er∶YAP激光的光束质量,随着输入功率的增加,其光束质量逐渐下降。在输出激光中观察到了波长分别为2710,2728,2795,2918 nm的4条激光谱线。因此,Er∶YAP晶体可以实现优良的多波长中红外激光输出。     

用于电光学和光折变的有机聚合物的设计与合成

激光束之类强光可使非线性光学材料的光学性质发生变化，这种变化转而又影响光束通过这种材料时的光束特性。研究光与物质相互作用是非线性光学的课题，这种研究也包括二次谐波产生之类值得注意的效应。比如把红外激光脉冲（1064um波长）聚焦到磷酸二氢钾晶体，可以产生二次谐波（532um波长）的绿光脉冲。更一般地说，可用材料的非线性光学特性来控制相位、偏振态或光束的频率，它们还可用来存储和恢复信息或使光束偏转，使之在光纤信道之间传输光信息。随着通信等领域中光子技术的涌现（这里信息都进行编码和以光学方式输送或传输），对高…     

不同激光参数下煤粉颗粒流等离子体特性分析

针对激光诱导击穿光谱技术应用于煤粉颗粒流成分的直接检测, 研究不同激光光源参数对煤粉颗粒流等离子体特性的影响,以优化煤粉颗粒流检测时的激光波长、能量等光源参数。选取电厂常用燃煤神木混作为实验对象,经碾磨后得到粒径小于0.2 mm的样品,利用绞笼式给粉机产生稳定煤粉流。研究分析不同激光波长下等离子体温度、电子密度以及特征谱线强度等特性随激光能量的变化趋势。研究结果表明,在不同波长激光作用下,煤粉颗粒流的等离子体温度、电子密度和特征谱线绝对强度随激光能量在一定范围内的变化趋势基本一致,但在激光波长为1064nm 条件下,随着激光能量的增加,这些特性参数增加的速度要比532nm时更快,这主要是由于短波长（532 nm）的光子效率更高,在较低的能量条件下,就会达到饱和状态。     

激光热核聚变中激光辐射转成快电子

长时间以来认为，激光器是未来激光热核反应堆最有可能的系统，因它的效率高（5%~10%),并能在重复频率条件下连续工作。然而最近的研究表明，CO2激光辐射与靶的等离子体相互作用的物理过程,对于达到激光热核聚变是极其不利的。由于CO2激光的波长较长，因此等离子体的临界密度较低,吸收激光辐射的效率低,只是由于共振效应才吸收激光辐射，共振效应将吸收的能量转换成快电子。     

高效紧凑型Tm∶YLF抽运的中红外ZGP光参量振荡器

<正>效率一直是制约中红外固体激光器发展的瓶颈因素，起始的激光二极管（LD）波长（λLD）与中红外激光（MIR）波长（λMIR）之间的巨大差异产生了难以逾越的量子亏损（1-λLD/λMIR），低效率直接导致废热的增加，中红外激光功率或能量降低、光束质量变差，甚至出现材料和器件的损伤。因此，通过各种技术途径（近带泵浦、交叉弛豫、能量上转换、非线性级联变换等）提高中红外固体激光器的效率成为了研究的热点。