《激光器动力学》书评

<正>随着科学技术的发展,激光得到了越来越广泛的应用,并推动了诸如科学研究、工业加工、精密测量、医学等众多领域的发展.寻找新的激光介质以实现新波长的激光输出和如何提高现有激光器的性能,是激光发展一直面临     

有预脉冲条件的激光加热等离子体的效率

本文首先从理论上对强激光辐照下的等离子体密度线型进行计算,在这个基础上,仔细地分析了有预脉冲存在情况下的激光与等离子体相互作用效率,得到在预脉冲能量为主脉冲的30%、时间间隔为100ps时,等离子体对激光能量的最大吸收效率可达到与没有预脉冲情况下的9倍左右。     

激光预脉冲对双层靶LPX辐射特性的影响

以激光产生的等离子体作为短波激光的激活介质,是目前实现X射线激光最有希望的方案之一,早在1985年,美国利弗莫尔国家实验室(LLNL)的D.L.Matthaws等人首次观察到了硒等离子体介质中类氖离子的20.9nm和20.6nm跃迁的短波激光输出,这给许多实验室X射线激光研究带来了新的生机。继后许多实验报道了他们利用各种机制所取得的结果,目前认为最有希望的泵浦机制是电子碰撞激发和碰撞复合,相应地它们对激光条件和靶的结构要求是不同的。为此,我们在文献[3]中已较系统地研究了激光与高、中和低Z元素靶相互作用的辐射特性,在文献[4]中研究了激光产生的等离子体基本参数和分布特性,在文献[1]中研究了不同结构靶对短波域粒子数反转的影响。本文是在上述工作的基础上,进一步深入地研     

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。     

飞秒激光对离体兔巩膜的光离解作用

为探索飞秒激光在兔眼巩膜上产生光离解作用的可行性,并寻找适当的激光切割方式及相关参数,将不同脉冲能量的飞秒激光(800nm/50fs)聚焦后作用于离体兔眼巩膜。通过计算机控制的三维平台的定向移动,飞秒激光能够在兔眼巩膜上完成打孔、蛇形扫描和线性切割三种方式的光离解作用。应用光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察激光作用后巩膜的形态学变化,并用Nd∶YAG激光作为对比。实验结果表明,飞秒激光经过显微物镜(NA0.2)聚焦后,当其功率密度达到或超过9.55×1014W/cm2,脉冲能量在37.5~125μJ变化时,激光以0.1mm/s的速度线性扫描巩膜能形成深度为30~70μm的沟道;当激光的功率密度减小至7.96×1014W/cm2,脉冲能量小于31.25μJ/pulse时,在相同条件下却不能产生光离解作用。与Nd∶YAG激光相比,飞秒激光在兔眼巩膜上切割瘘道的内壁更加光滑整齐,对周围的组织损伤更小。飞秒激光对离体兔眼巩膜高精度和微创伤的光离解作用,预示了它在未来青光眼治疗中有潜在的应用价值。     

飞秒脉冲激光沉积Si基a轴择优取向的钛酸铋铁电薄膜及Ⅰ-Ⅴ特性研究

采用飞秒脉冲激光沉积系统,在Si(111)衬底上制备了a轴和c轴择优取向的Bi4Ti3O12薄膜.X射线衍射(XRD)表明室温(20℃)下沉积的Bi4Ti3O12/Si(111)薄膜呈c轴择优取向,晶粒的平均直径为20nm.在500℃沉积的Bi4Ti3O12/Si(111)薄膜呈a轴择优取向.测量了薄膜的电滞回线和Ⅰ-Ⅴ特性曲线,并用分布参数电路研究了Bi4Ti3O12薄膜的Ⅰ-Ⅴ特性曲线和铁电性的关联性.a轴择优取向Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度Pr=15μC/cm2,矫顽力Ec=48kV/cm.     

飞秒激光烧蚀MgAl2O4透明陶瓷的实验研究

实验研究了800nm飞秒激光与MgAl2O4透明陶瓷的相互作用，得到其在单脉冲、多脉冲情况下的损伤阈值和损伤面积，用CCD成像技术和扫描电镜观察了烧蚀点的形貌特征，用显微红外光谱仪测试了烧蚀区域的透过光谱．结果表明；单脉冲烧蚀条件下，烧蚀面积与脉冲能量近似为线性关系，而在多脉冲烧蚀条件下，烧蚀面积随着脉冲数量的增加呈近似波尔兹曼（Boltzmann）增大；当激光功率接近损伤阈值时，烧蚀后的区域在波数为2500-7000cm^-1范围内的红外透过率由82％提高到86％，当激光功率超过损伤阈值后，透过率降低20％左右．     

超短脉冲激光对无机硅材料的损伤

通过控制作用于材料表面的激光能量和脉冲数量,实验研究了800nm,50fs,1kHz激光作用下融石英玻璃和硅片的破坏机制和损伤规律,计算了材料的损伤阈值与脉冲能量以及脉冲数量的依赖关系,并采用简化的理论模型计算了熔石英玻璃材料的损伤阈值与激光脉宽以及光子能量之间的依赖关系。对这两种无机硅材料在飞秒脉冲作用后的微区结构改变进行了扫描电子显微镜(SEM)测试,研究了其形貌特征。结果表明,硅片是由缺陷中的导带电子作为种子电子引发雪崩电离导致材料损伤,而熔石英玻璃是由多光子电离激发出导带电子引发雪崩电离导致材料损伤。     

温度对飞秒激光沉积ZnO/Si薄膜的结构和性能的影响

通过飞秒脉冲激光(50 fs,800 nm,1 kHz,2 mJ)沉积技术在n型Si(100)单晶基片上制备了ZnO薄膜.详细研究了基片温度变化以及退火处理对ZnO薄膜的结构、表面形貌及光学性质的影响.X射线衍射(XRD)结果表明,不同温度下(20~350℃)生长的ZnO薄膜具有纤锌矿结构,并且呈c轴择优取向;当基片温度为80℃时,薄膜沿(002)晶面高度择优生长;当基片温度为500℃时薄膜沿(103)晶面择优生长,场发射扫描电子显微镜(FEEM)结果表明薄膜呈纳米晶结构,并观察到了ZnO的六方结构.进一步通过透射光谱的测量讨论了基片温度及退火处理对ZnO薄膜光学透射率的影响,结果表明退火后薄膜的透射率增大.