超快激光辐照诱导金属钛的变化

为实现对超快激光诱导金属钛改变趋势的定性控制及材料改变范围的定量控制, 开展了飞秒和皮秒脉冲激光分别与金属钛烧蚀的对比实验研究。随后使用激光扫描共聚焦显微镜、X射线光电子能谱和透射电子显微镜分别就激光脉冲时间宽度变化对被烧蚀金属钛的表面形貌与烧蚀深度、化学成分、微结构状态的影响规律进行了分析。研究发现: 随着激光脉冲时间宽度从飞秒增加到皮秒量级, 被烧蚀金属钛的表面形貌质量逐渐变差, 最终烧蚀产物的化学成分愈加复杂, 微结构状态的无定形化程度也随之增加。最终认为伴随激光脉冲时间宽度增加, 金属钛中热累积效应的增强而造成被烧蚀材料内部更为严重的热与机械损伤是导致上述实验现象产生的主要原因。     

类锂硅离子软X射线激光实验研究

我们在中国科学院上海光机所六路激光装置取得初步实验结果的基础上,1989年8月10日至16日利用LF-12~#激光装置,成功地实现了复合泵浦类锂硅离子的跃迁波长分别为8.89nm与8.73nm的软X射线激光.在LF-12~#激光装置上进行的类锂硅离子软X射线激光增益实验中,驱动激光波长为1.05μm,脉冲宽度约为0.9ns,靶上的激光能量为50J(平均偏差<15%).输出激光经六单元组合柱面透镜-非球面透镜系统聚焦到条状平板硅靶上,产生作为X射线激光增益介质的线状高价离化态的激光等离子     

脉冲宽度可调的电光Q开关激光器的一种设计方案

本文讨论了一种激光脉冲宽度可调的电光Q开关激光器的基本原理。指出激光脉冲宽度与腔长无关，原则上可以在无限长的谐振腔中输出无限短的激光脉冲。调整二普克尔盒之间的相对延迟时间，即可改变激光脉冲的宽度。     

用于超短强激光与气体靶相互作用实验的新型前置差分抽运系统

介绍了用于超短超强激光脉冲 -脉冲气体靶相互作用研究的新型差分抽运系统 ,与高效高分辨率大面积透射光栅光谱仪配合 ,进行了超短激光脉冲辐照下氩气喷靶的软 X射线发射特性的实验研究。实验表明 ,该谱仪有足够的灵敏度参与超短强激光脉冲辐照气体靶的软 X射线产生、X射线激光乃至高次谐波实验的软 X射线光谱诊断工作。     

基于脉冲宽度调制技术的激光引信抗干扰方法

针对激光引信易受云烟雾干扰的问题,提出了一种基于脉冲宽度调制技术的激光引信抗干扰方法。计算了不同脉冲宽度条件下的云烟雾后向散射回波功率,并给出了云烟雾后向散射回波功率随发射脉冲宽度的变化规律。分析了不同云烟雾条件下使用不同发射脉冲宽度探测时所得到的回波功率比。实验结果表明,在使用不同脉冲宽度激光探测条件下,云烟雾激光后向散射功率比大于3,使用该方法可有效提升激光引信抗干扰性能。     

关于X射线激光的放大问题

详细讨论了在X射线激光放大过程中利用超短脉冲泵浦所存在的问题,建议了一种同步泵浦行波放大方案.给出了描述X射线激光放大非线性偏微分方程的近似解.比较了同时泵浦与同步泵浦在不同泵浦脉宽条件下行波放大的计算结果.考虑了有关实验的关键问题.     

一种新型脉宽编码激光器的理论研究

针对传统的激光脉冲编码激光器通常采用脉冲重复频率编码易受干扰的技术现状,提出了采用脉宽可调激光器进行激光脉冲宽度编码的新构想。并由此进一步提出了一种采用快速电光削波技术的脉宽可调激光器作为脉宽编码激光器的实现方案,这种脉宽编码激光器由种子激光源,电光削波组件及激光放大器组成,用可编程控制器控制延迟电路来改变普克尔盒电极上的电脉冲宽度,最终实现输出激光脉冲的脉宽可调。完成了这种脉宽编码激光器及其实验系统的理论设计。初步的分析结果证实了该方案的可行性。     

自由电子抽运X射线激光的理论探讨

X射线激光是激光物理与等离子物理中的一个重要研究领域。目前，X射线激光研究多采用毛细管放电、高功率激光的多脉冲和短脉冲等抽运方式，而且绝大多数研究局限于软X射线波段。借鉴自由电子激光器的组成结构，提出一种产生X射线激光的新方案：用钨制成毛细管的空心电极取代自由电子激光器内的摇摆器，内充特定金属蒸气，如铜蒸气之类，使自由电子激光器变成自由电子抽运X射线激光器。运用电子碰撞电离、强流粒子束平衡体系理论方程与等离子复合特性等理论对这种新型X射线激光器的工作原理及其方案的可行性作了进一步的理论分析与探讨。     

专利

美国纽约州的QEL公司的M.J.Bardash提出一种三维激光成像系统设计方案,它是由超短X射线脉冲发生器产生激光作光源、探测器阵列、信号处理器组成的成像系统。第一次发出平行的X射线光脉冲有预先确定的能谱和通过视场的方向。由很多X射线探测器组成的探测器阵列,每个探测器可定时地探测由目标产生的康普顿散射的X射线脉冲强度。信号处理器处理散射辐射中心位置和能量密度数据。     

微微秒X射线等离子体辐射的测定

借助高速X射线图象变换照相机，已经直接测得X射线激光等离子体辐射。这种照相机以单帧方式运转，其曝光时间范围为5毫微秒到0.6微秒，以条纹方式运转时，条纹速度为5×10⁹到5×10²厘米/秒。条纹方式的时间分辨率的计算值大约是5微微秒。使10微微秒、1~2焦耳的激光脉冲聚焦在置于真空室中的钛靶上，得到了等离子体。记录到的X射线脉冲的半宽度变化范围为30~60微微秒。     

新型塑料闪烁体探测器对脉冲X射线响应的研究

射线装置产生的X射线脉冲周期长短不一,很多装置会产生短周期脉冲X射线,特别是医院X射线诊断机等。这些装置的最小脉冲宽度为ns级,能量从几到几百KeV。现有的辐射剂量计无法准确测量这种短周期脉冲X射线。因此,文章研究提出一种新的快速响应和更大探测能量的塑料闪烁体探测器针对医院X射线诊断机的检测需求,并与实际应用情况相结合,在对各种探测器进行性能分析的基础上,选用新型塑料闪烁体探测器进行脉冲X射线响应的研究。经过试验,该研究所设计的新型塑料闪烁体探测器检测系统可以较准确地测量医院X射线诊断机的短周期脉冲X射线。     

Ti:蓝宝石激光高时空分辨率记录图像

90年代末研制成近红外区振荡的极限脉冲宽度～5fs的Ti：蓝宝石激光器，重要的应用是以飞秒分辨率直接记录激光像(时间和强度线性变化)。自相关法要求预先知道脉冲形状，不能单值地判断飞秒脉冲宽度的时间轮廓。在不同波段(软X射线至红外区)和宽强度范围(每平方厘米面积皮瓦至拍瓦)，单次快速流逝过程图像的飞秒记录问题也未解决。     

飞秒激光脉冲焊接透明微晶玻璃的实验研究

利用飞秒激光脉冲开展了零热膨胀系数Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)透明微晶玻璃的非光学接触式焊接研究，分析了不同能量飞秒激光焊接LAS透明微晶玻璃的焊缝形貌和剪切强度，并对焊接后LAS透明微晶玻璃的透过率进行了测量。在激光脉冲宽度为300 fs、波长为1030 nm、单脉冲能量为3.0μJ时，焊接后LAS透明微晶玻璃的剪切强度高达23.51 MPa，光学透过率相对于原始LAS透明微晶玻璃下降了5%。随着单脉冲能量的增加，LAS透明微晶玻璃的光学透过率发生不同程度的下降，改性区域逐渐远离焦点，向激光源方向移动，使得分界面处的焊缝宽度先增大至10.7μm而后逐渐减小。X射线衍射分析结果表明，在该激光参数下实现了LAS透明微晶玻璃焊接而未产生新的晶相。     

增益开关型Nd3+:YVO4微片激光器的研究

利用增益开关技术调制LD抽运的Nd3+:YVO4微片激光器,实现了脉宽在60～140 ns连续可调、高重复频率的稳定、单模激光脉冲,重复频率在1～1 kHz精确可控,能够根据不同的需要直接或整形后作为种子光源.分析了LD驱动电流及调制宽度对激光脉冲宽度的影响,得出驱动电流和调制宽度的乘积越大,所得激光脉冲宽度越窄的结论.     

X光预电离重复脉冲准分子激光器的研究

本文介绍X光预电离的重复脉冲,XeCl激光器的实验研究。用脉冲X射线闪管作X光源。垂直照射放电体积约40厘米~3的激光管。获得重复率为10次/秒,每个脉冲平均能量为100毫焦耳以上的激光输出。并对各种参数改变时的器件特性进行了测量和分析。     

毛细管放电装置主开关结构对产生软X射线激光的影响

流过毛细管的电流,将直接影响箍缩过程中等离子体的状态,进而影响软X射线激光的产生。由于主开关的导通电感将影响电流波形,因此提出了使用不同结构的主开关电极来改变毛细管电流波形的方案,以寻找最适合毛细管放电软X射线激光产生的电流波形。实验用三种不同结构的主开关电极,观察了主开关导通电感的改变及其对电流波形的幅值和脉宽的影响。根据导通电感的估算结果,利用脉冲功率理论,计算了电流幅值和脉宽的改变情况,并与实验结果进行了比较。实验观察了电流波形的改变对软X射线激光尖峰信号的影响。实验结果表明,放电间隙为3 cm的圆环-圆盘型主开关最适合软X射线激光的输出。     

在高度饱和桌面毛细管放电放大器中以4Hz重复率产生毫焦耳级软X射线激光脉冲

软 X射线激光有别于其它相干软 X射线辐射源的特性是其产生高能脉冲的潜力。由大型光学激光抽运的软 X射线激光输出能量已达几个毫焦耳。然而产生这些软 X射线激光脉冲的激光装置很大 ,而且它们的重复率限于几分钟一次或更少。前几年在研制以较高重复率运转的桌面软 X射线放大器方面已取得重要进展 [1 ]。在最近的工作中已演示用非常紧凑的桌面器件以 4Hz重复率产生毫焦耳量级的软 X射线激光脉冲[2 ] 。该结果在长 34 .5 cm毛细管放电等离子体柱中激发类氖氩电子在 46 .9nm波长上获得。这样的放大长度允许其增益长度乘积比获增益饱和所需…     

软X射线激光器的定量考虑

极大的兴趣引向了从高功率脉冲源产生的稠密高能等离子体产生X射线。已经提出了几个可能在X射线区内获得激光作用的方案。为了估计这些X射线激光器途径的可能性,有必要定量地考虑激励过程的性质和获得反转和受激发射必需的条件。在本文中,考虑了用强电流相对论电子束、高功率锁模钕玻璃激光器,和高功率脉冲CO2激光器激发低原子序数固体靶的可能性。分析指出,在目前,只有脉宽在微微秒时间范围的非常高功率激光器才能激发低原子序数靶而获得X射线激射作用,强调下列建议的方案。对于100到1000电子伏特范围的要求是能满足的,但是对于10千电子伏特X射线范围,所需的功率和脉冲宽度,用目前报道的高功率激光器是不可能的。     

转镜式快速扫描自相关器的研究

本文描述一种用于飞秒激光脉冲宽度测量的自相关装置。它可令光脉冲产生周期性的时间延迟。借助于示波器,可以显示出激光脉冲强度的二次相关曲线,从而实现对周期性飞秒脉冲宽度的实时快速监测。     

激光制导导引头解码脉冲宽度的研究

就激光半主动制导武器（激光导引头）接收系统的解码脉冲的宽度进行了理论研究,讨论了选取不同的解码脉冲宽度对激光导引头制导效果的影响．提出了为对抗角度欺骗式激光干扰和高重频有源激光干扰,导引头接收解码脉冲宽度必须正确设计的重要性。