超短光脉冲的测量

1　前言　　飞秒级超短光脉冲的产生技术与脉冲形状及频率啁啾测量方法的研究一同发展起来。适用于这种超短光脉冲的测量方法仅有非线性相关法。其中 ,使用二次谐波产生晶体的强度自相关法正被广泛用于超短光脉冲波形测量。在该法中 ,使被测光脉冲产生一可变的时间延迟 ,使用由非线性光学晶体产生的二次谐波来测量两个脉冲的重合。该法虽然不能测量光脉冲的正确形状 ,但可获得脉冲的大概宽度。相对于此 ,近年提出了基于光电二极管及发光二极管的双光子吸收的自相关测量方法。该法通过测量双光子吸收电流来获得与二次谐波产生测量方法同样的…     

基于二维材料非线性效应的多波长超快激光器研究进展(特邀)

多波长超快激光器在光通信、医学诊断和光学传感等各种应用中有着十分重要的应用前景。2009年以来，石墨烯、拓扑绝缘体、过渡金属硫化物和黑磷等二维材料在超快光子学领域的发展非常快速。它们独特的非线性光学特性，使之能够被用作快速响应、宽带运转的可饱和吸收体且能够容易地集成到激光器中。研究发现，基于二维材料的非线性光学器件是研究激光器内非线性脉冲动力学演化的理想平台。在文中，回顾了二维材料在多波长超快激光器中应用的最新进展。进而，阐述了多波长的耗散孤子、矩形脉冲和亮暗孤子对等脉冲类型。最后，提出了这类多波长超快激光器面临的挑战和应用前景。     

折射率引导型微结构光纤的奇异非线性效应和应用

折射率引导型微结构光纤不但有很多新颖的色散特性,而且还有很高的等效非线性系数,这两者相结合赋予RG-MOF很多独特的基于非线性特性的应用。介绍这种光纤中所产生的强非线性效应,如超连续谱生成、三次谐波生成和光学孤子生成等,然后参照最新的研究报道介绍其最新应用,如MOF波长转换器、高速信号分离器、基于SC分离的多信道脉冲源。     

用非线性光学方法产生大功率红外线和紫外线

关于具有大峰值功率和平均功率的脉冲Nd:YAG激光的高效率高次谐波产生，作者 已经在日文文章作了详细的叙述，特别是 在文献[3]中，介绍了用KTP(KTiOP4)、NaOOOH等新颖非线性光学晶体产生平均功率更髙的二次、三次、四次谐波，以及和频产生在波长可调紫外线方面的应用。     

新材料拓宽了900nmDPSS激光器的应用领域

波长为900nm的固体激光器产生的二次谐波使其有希望实现那些要求蓝光波长输出的各种应用，如生物医学仪器，图形复制设备和显示器等。900nm波长激光器在紫外波段产生的基谐波、三次谐波和四次谐波也可满足很多应用的需要，诸如水蒸气光探测和测距（雷达）、臭氧差分吸收激光雷达以及紫外共振喇曼光谱分析等。最近对非线性晶体的研究又取得了新进展，获得了比现有激光系统的输出功率更高的蓝光和紫外光以及更高的转换效应，这使人们对900nm波长激光器的谐波研究再次产生兴趣。     

飞秒脉冲激光等离子体产生的二次谐波及基波光谱特性的研究

超短脉冲激光与固体靶相互作用产生的高温高密等离子体中的物理过程是非常复杂的．在超短脉冲激光等离子体的研究中;二次谐波光谱特性的研究可以提供有关激光吸收机制、密度标量长度及超热电子产生的信息．因此对二次谐波的研究成为诊断激光等离子体相互作用的有力工具． 本文报告物理所光物理实验室的超短脉冲激光与固体把相互作用产生的二次谐波的研究、并通过基波及二次谐波的光谱特性、对等离子体的膨胀速度及等离子体温度的诊断． 实验所用的掺钛蓝宝石飞秒脉冲激光系统输出脉宽 １５０ ｆｓ、能量为 ５ ｍＪ,波长 ８９０ ｎｍ　的激…     

由自感应粒子数光栅形成自适应腔平均功率100W的Nd:YAG激光器

１引言 激光振荡器的光学腔由产生的光束自身在活性激光介质中感生的全息粒子数光栅形成。这种固体激光振荡器近年来已有展示。这种新型激光器的主要优点是由非线性动力学反射镜形成光学腔的自适应特性。要创造高平均功率且有良好光束质量的激光器，这种特性很有吸引力。这种激光振荡器的另一非寻常特性是腔的自Ｑ开关作用，由产生的光束感应非线性反射镜的开关作用产生。这种自Ｑ开关机理使从宽带自发辐射开始的光束获得长相干长度。 近年来展示了两种以动力学光学腔自起动的激光振荡器。第一种以激光晶体为基础（如Ｎｄ∶ＹＡＧ和Ｔｉ∶Ｓ…     

双波长双脉冲Cr∶LiSAF基波、谐波激光系统的研究

采用腔内分束调谐系统在腔内分别调谐控制两路基波光束,获得分别独立调谐的双波长双脉冲基波光束输出;接着利用一块BBO谐波晶体腔内同时倍频(900 nm附近)双波长基波光脉冲,获得450 nm附近可调谐输出的双波长双脉冲二次谐波光脉冲;再在腔内插入另一块三次谐波BBO晶体,经调整后,获得300 nm附近可调谐输出的双波长双脉冲三次谐波光脉冲;利用一块四次谐波BBO晶体腔外倍频450 nm附近输出的双波长双脉冲激光束,经腔外合束系统合束,获得225 nm附近双波长双脉冲激光束;利用获得的双波长双脉冲Cr∶LiSAF二次、三次、四次谐波激光束实际测量了空气中NO、NO2、SO2气体的含量,获得了很高的测量精度.(OB2)     

掺铈钛酸钡薄膜的光学二次谐波

钛酸钡（BaTiO3）是最常用的铁电晶体之一，它具有大的自发极化率和高的非线性光学系数，而这些特性会由于掺铈而得到增强．因而研究掺铈钛酸钢（Ce:BaTiO3）薄膜的非线性光学特性以探讨其构成相应微器件的前景是一项有意义的工作．1992年以来，关于BaTiO3薄膜上产生二次谐波（SH）已有若干文章，但我们未见关于Ce：BaTiO3薄膜SH的研究报道．最近我们用自制的脉冲激光沉积装置生长的纯BaTiO3和Ce：BaTiO3薄膜作了SH的研究．通过对a-轴方向生长薄膜SH信号强度与基波偏振方向关系的实验数据的理论拟合，我们导出纯BaTiO3薄膜d33…     

军用激光器与非线性光学

非线性光学对激光器的性能及其应用产生的影响起来越大，目前市售的各种先进的二次谐波发生器（使激光器的频率加倍）和参董振荡器（将激光输出转换成较长的波长）就是明显的例子。之所以产生这些革命性的新产品，原因有二：其一，在最近10年中有许多新的或者改进了的非线性光学（NLO）晶体已经商品化，其中有各种黄铜矿半导体，例如：二磷酸锌锗、硒化银镓、KTP及其相关的化合物：β-硼酸钡、三硼酸锂以及周期极化的锰酸锂（PPLN）等准相位匹配结构。其二，是由于固体激光器的不断进展，尤以二极管泵浦的固体激光器为最。非线性光学晶…     

利用原子蒸汽调谐

自从非线性光学的初期以来，光学谐波发生和光学混频的研究有两个主要目的:一是关于物质对强光场的非线性电响应的研究，二是应用此效应产生新频率的光。二次谐波发生是研究得最广泛的现象，而用非线性晶体对可见光激光进行倍频已成为产生紫外光的标准方法。二次谐波发生起因于二次电非线性，只有在无中心介质中才有可能；对称性禁止中心对称介质中的二次非线性。因此，由于其中心对称性，蒸汽不显示二次光学非线性。随后的蒸汽的研究证实了三次谐波发生，这是三次光学非线性的一个例子。早期的实验包括测量稀有气体原子蒸汽中的“超极化率”。由于蒸汽密度低得多，而且由于非线性的非谐振性质,其非线性比晶体弱。稀有气体原子的最低的受激态，比三次谐波发生实验中涉及的光子能量高很多。     

以内腔倍频产生黄-红可调谐激光

新西兰奥托戈大学的研究人员发展一种发黄 -红光的可调谐固体激光器 ,实现了 587～ 654nm波长的运转 ,在 62 0 nm峰值能量波长处 ,峰值脉冲能量达到 0 .75 m J。研究人员把 1 1 50～ 1 350 nm波段可调谐的室温工作增益开关掺铬镁橄榄石激光器和二次谐波产生的 型内腔磷酸钛氧钾 (KTP)晶体组合。这种内腔装置使激光基波变成了二次谐波 ,转换效率为 2 8%。镁橄榄石棒用灯抽运的 Q开关 Nd∶ YAG振荡放大器 (1 0 64 nm波长 )纵向抽运 ,该放大器以 2 0 Hz重复率发射激光脉冲 ,脉冲持续时间为 55ns。用焦长 50 0 mm的透镜使抽运光束在腔的高…     

二维有机-无机杂化钙钛矿非线性光学研究进展（特邀）

自从钙钛矿材料问世以来,有机-无机杂化钙钛矿材料在近数十年的时间得到了蓬勃发展。二维（2D）有机-无机杂化钙钛矿是由典型的无机八面体框架以及不同的有机阳离子构成,其具有本征的量子阱结构和有趣的光电特性,也因此在发光、传感器、调谐、光伏体系以及通讯设备等领域引起了人们的密切关注。低成本、可溶液法制备、以及可替换的有机阳离子等特性使二维杂化钙钛矿在光学和光子应用中具有灵活的层间距,层数和可变的晶格扭曲,从而实现可调节的框架以及在光学和光子学应用中的高调节度。尤其地,它们也表现出突出的二阶、三阶和高阶非线性光学特性,例如在激光脉冲激发下的二次谐波产生（SHG）、太赫兹 、双光子吸收（2PA）和饱和吸收（SA）和三光子吸收（3PA）等。讨论了具有不同结构特点的二维杂化钙钛矿的构建,并重点介绍了这些二维杂化钙钛矿在线性和非线性光学领域地特性和应用。最后,对二维杂化钙钛矿的研究现状进行了评估,并对其未来发展进行了展望。     

产生1000种波长光的高密度多波长光源

日本电报电话公司尖端技术综合研究所研制出用于１０００信道以上的多波长通信用高密度多波长光源（超连续光源）。此光源利用高功率光脉冲通过非线性光学介质时产生光谱的超宽带现象（超连续现象）。超连续光源的非线性光学介质用石英玻璃光纤，脉冲光源用重复率１２．５　ＧＨｚ的锁模半导体激光器。在脉冲进入产生超连续光用的光纤之前要用光放大器放大。脉冲光谱线在进入产生多波长光用的光纤前呈４、５个波长的离散结构，但光纤输出时在１５００～１６００　ｎｍ波长范围内，波长数增至１０００个以上（图１）。相邻信道的间隔与脉冲光…     

低于197毫微米紫外区域可调谐微微秒脉冲的产生

使用ΚΒ5或KDP晶体，用锁模YAG激光的四次或三次谐波脉冲与用YAG激光器二次谐波脉冲泵浦的LiNbO3参量振荡器所产生的可调谐脉冲和频混合，产生了在紫外区域峰值功率≥20千瓦、波长少于197亳微米的可调谐微微秒脉冲。     

Ag-BaO薄膜的光克尔效应实验研究

Ａｇ－ＢａＯ 薄膜是一种金属纳米粒子埋藏于半导体介质中的薄膜,由于金属纳米粒子与介质间的相互作用,以及纳米粒子的表面效应和量子尺寸效应,使这种薄膜具有独特的光学、电学和光电转换特性．在激光脉冲作用下,它具有多光子光电发射特性,在飞秒超短激光脉冲作用下,它表现了超快时间响应的光学瞬态弛豫．这种薄膜在超快光电子器件中有很强的应用背景． 当激光场作用于材料时,材料的极化强度不再与光波场的一次系数有关,有些材料与二次、三次系数有关,随着非线性光学研究的开展,人们对二阶非线性光学效应了解较多,有关实验方法已…     

台式超高强度激光器：非线性相对论光学的黎明

过去１０年，我们已看到激光技术的革命。现在，台式系统正在产生太瓦（１０１２Ｗ）级激光脉冲，并在不久将来将达到拍瓦（１０１５Ｗ）级水平。这种系统使一种新式光学即电子相对论运动支配传播的光学成为可能，并将成为研究非线性光学的主要光源。从非线性光学到相对论...     

混合芪盐与二十酸LB膜中的分子二阶非线性光学极化率

把芪盐与二十酸以不同的比例混合，制备单层ＬＢ膜，研究了材料的分子二阶非线性光学极化率。在芪盐含量为５０％～７０％之间得到了极大增强的二次谐波信号。经分析认为在ＬＢ膜上除芪盐以两种聚集体的形式出现外，芪盐与二十酸分子之间还存在相互作用，它阻止了芪盐分子产生聚集的趋势，使芪盐聚集体多以聚集体１的形式出现。芪盐聚集体１的吸收可使四阶非线性极化率χ（４）产生共振增强，从而引起混合材料单层ＬＢ膜对二次谐波信号产生影响。     

有机晶体促进光电子学

有机晶体促进光电子学过去２０年，对非线性光学应用的有机材料（包括单晶和聚合物）的兴趣一直在增长。最近，对新材料的了解和设计已取得巨大进展。这些研究产生了几组对有用器件制造有合适光学、物理特性的材料。历来调制器、开关、频率转换器和可调谐滤光片之类的多数...     

用光产生物质

通常两束光不可能产生相互作用，除非它们通过非线性材料。但去年9月报导，发生于真空中的光子——光子散射产生了正电子一电子对。为了进行这种过程的演示，来自四个机构的科学家组成了一研究组，小心操作了高能激光束和斯坦福直线加速器中心的高能电子束，使真空变得足够非线性，产生了五光子混频过程。罗彻斯特大学激光能学实验室的D．Meyerhofer说，该过程像是非线性光学，在二次谐波转换中，可以把两个光子转换成一个光子。在本例情况下，它是一种五光子混频过程，也就是4个（2eV）光子和1个（朋GeV）y光子混频，但输出不是一个光子…