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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 248 毫秒
1.
纳米ZnO粉末中随机激光现象   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
实验采用三倍频Nd:YAG(波长355 nm,脉宽8ns,频率30Hz) 脉冲激光器作为抽运光源,在ZnO纳米粉末(直径~100 nm)中发现了类似激光现象.并用环形腔理论模拟了ZnO的颗粒密度对平均自由程的影响,从理论上证明在纳秒级激光器的抽运下,ZnO纳米粉末也可以发射激光. 关键词: 类似激光 ZnO纳米粉末 平均自由程  相似文献   

2.
等阻抗超宽带高能微波发生器模拟研究   总被引:2,自引:2,他引:0       下载免费PDF全文
基于等阻抗-双脉冲成形线技术,建立了一个超宽带高能高功率微波发生器理论模型。计算机模拟结果表明:利用等阻抗超宽带高功率微波发生器,可以同时产生纳秒主脉冲和皮秒前沿脉冲;通过控制皮秒脉冲成形线输出开关闭合的延迟时间,可以调制皮秒脉冲和纳秒脉冲的输出电压比值;通过调节纳秒脉冲成形线与皮秒脉冲成形线的电容比值,可以控制皮秒脉冲的脉宽和皮秒脉冲的峰值电压;利用等阻抗超宽带高功率微波发生器,可以最大限度地提高辐射脉冲能量和整个系统的能量转换效率。  相似文献   

3.
在超快激光照射过程中,金属靶材的光学性质是动态变化的。采用双温模型与分子动力学结合法,考虑动态和常数光学性质两种情况,对不同脉宽的超快激光照射下铜薄膜的热响应进行了模拟研究。其中,常数光学性质包括由激光沉积能量相等计算得到的等效平均反射率和室温下的吸收系数。结果表明:两种情况下的电子温度和晶格温度均差别较小,尤其是脉宽远小于电子-晶格弛豫时间的飞秒激光; 而当激光脉宽相当于或大于电子-晶格弛豫时间时,如皮秒激光,光学性质的动态变化对材料的熔化和重凝的影响则比较明显。  相似文献   

4.
新型富勒烯衍生物的光限幅研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
应用倍频Nd∶YAG脉冲激光,在波长为532nm、脉冲宽度分别为8ns和23ps的条件下,研究了新型富勒氮烯乙酰氨衍生物(N-acetamide1,2-dihydro-1,2-aza-fulerene[60])的反饱和吸收与光限幅特性。实验结果表明,同脉宽为纳秒的激发脉冲相比,富勒烯乙酰氨衍生物对脉宽为皮秒的脉冲限幅效果比较好。  相似文献   

5.
金属纳米薄膜微尺度热输运过程实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文应用飞秒激光泵浦-探测技术对金属纳米薄膜微尺度能量输运过程进行了研究.在此系统中,我们采用低能量密度泵浦光进行加热,测量了纳米金膜在一个脉宽为140fs的激光脉冲作用后,其非平衡电子温度在几个皮秒内随时间的变化.分别用一步抛物模型、两步抛物模型以及双相滞模型和实验结果进行了对比.结果表明,实验结果和两步抛物模型数值模拟结果吻合良好.  相似文献   

6.
氮化硅陶瓷具有耐高温、耐腐蚀和耐磨损等优异性能, 可应用于金属材料和高分子材料难以胜任的极端工作环境。但具备这些优良特性的同时也给其加工带来了不便,传统的磨削加工方法效率低,设备损耗严重, 激光辅助加工为其提供了一种新途径。将等离子体光谱法和显微成像法相结合,对脉冲激光辐照氮化硅陶瓷的损伤阈值进行了测量,并分析了损伤机理。实验选用热压烧结氮化硅陶瓷为靶材,参考ISO21254国际损伤阈值测试标准搭建试验系统,采用1-on-1法利用Nd3+∶YAG固体脉冲激光分别在纳秒和微秒脉宽下辐照氮化硅陶瓷,两种脉宽分别选取10个能量密度梯度进行激光辐照,每个能量密度辐照10个点。利用光纤光谱仪采集光谱信息,利用金相显微镜获取显微图像信息,将光谱结果与显微成像结果对比分析, 发现纳秒脉宽下材料一旦损伤光谱上就会出现等离子体峰,通过分析光谱中等离子体峰,元素指认是否含有材料中特征元素即可判断损伤,为了区别空气电离击穿同时测量了空气等离子体光谱对比分析剔除干扰。微秒脉宽下显微图像观察到刚开始损伤时,光谱中只出现较强热辐射谱线并未出现等离子体谱线,进一步增加激光能量密度,光谱中会出现少量等离子体峰,因此不能直接以等离子体峰判断材料损伤阈值。利用金相显微镜观察损伤形貌,纳秒脉宽下在损伤区域内部观察到明显的烧蚀冲击状损伤,光谱呈现出大量等离子体谱线,说明纳秒激光辐照氮化硅损伤机制主要为等离子体冲击波引起的力学损伤效应。微秒脉宽在辐照区域边缘发现热烧蚀痕迹,损伤区内观察到大量熔融物,出现明显热辐射光谱,说明微秒激光辐照氮化硅损伤机制主要是由于长脉宽热积累引起的热损伤效应,随着能量密度增加热辐射谱上叠加有等离子体峰,等离子体峰值强度与损伤程度一致。利用零几率损伤阈值法对两种方法测得结果进行了拟合,分析发现等离子体光谱法更适用于纳秒脉宽下损伤阈值测量,得到结果为0.256 J·cm-2;显微成像法适用于微秒脉宽下损伤阈值测量,得到结果为6.84 J·cm-2。  相似文献   

7.
《光子学报》2021,50(6)
为了探究皮秒激光加工金刚石的特征和材料去除机理,开展了皮秒激光加工CVD单晶金刚石微槽的试验和温度场仿真研究。利用场发射扫描电子显微镜检测了金刚石微槽表面和内部的微观形貌,实验结果表明,金刚石微槽边缘出现了微小崩边和微裂纹,微槽内部形成了周期约为255 nm和495 nm的纳米条纹。通过测量金刚石微槽宽度、深度、体积,得到了皮秒激光烧蚀金刚石的阈值、烧蚀速率和材料去除率。对金刚石微槽底部进行拉曼分析,发现皮秒激光加工金刚石是通过表面石墨化进行的,并且随着激光能量密度的增加,石墨峰出现了明显的红移。理论计算得到皮秒激光烧蚀金刚石的石墨层厚度约为88.7 nm。皮秒激光烧蚀金刚石温度场仿真结果表明,皮秒激光辐照能量主要分布在金刚石的表面,而通过热传导进入到金刚石内部的激光能量极少,因此皮秒激光加工金刚石的热影响区极小,导致其产生的石墨层厚度小于100 nm。  相似文献   

8.
激光带宽抑制光束小尺度自聚焦效应的条件   总被引:1,自引:0,他引:1  
邓剑钦  张进  杨华  傅喜泉  文双春 《光学学报》2012,32(5):519001-198
激光带宽有利于抑制光束的小尺度自聚焦效应,从而突破非线性效应的限制提高高能固体激光器的输出功率。研究表明,带宽抑制小尺度自聚焦效应的程度与带宽和脉宽之比密切相关,相同脉宽条件下带宽越大对空间小尺度自聚焦的抑制作用越明显,而带宽一定时随着脉冲宽度的增大,带宽的抑制作用则逐渐变弱。在实际的钕玻璃激光放大系统中,由有限的增益带宽以及增益窄化等因素所限制的带宽量,决定了在这类固体激光系统中需要脉冲宽度短至皮秒量级才能有效利用激光带宽抑制小尺度自聚焦效应,而对于长至数十皮秒,甚至纳秒量级的长脉冲而言,如此有限的带宽量对小尺度自聚焦的抑制几乎不起作用。  相似文献   

9.
采用新型的热化学还原法,制备了银纳米颗粒掺杂的铋酸盐复合玻璃材料。利用紫外-可见吸收光谱观察到了银纳米颗粒表面等离子谐振(SPR)吸收的峰值位移特性,用拉曼光谱表征了引入银纳米颗粒后玻璃的结构变化。借助飞秒激光脉冲激发下的Z扫描与光克尔闸技术,在近红外波段下研究了材料的三阶非线性光学特性。研究结果表明银纳米颗粒铋酸盐复合材料有着亚皮秒级的非线性响应时间,并且其非线性折射率γ在纳米颗粒的热电子效应以及局部场效应的影响下,较基质玻璃最高可以提升29倍。  相似文献   

10.
言峰  周明  范晓萌  张伟 《光学学报》2008,28(s1):176-180
介绍了一种全新的基于飞秒激光局域场加强效应的纳米加工技术,通过使用了微焦级别脉宽为130 fs、波长800 nm的飞秒激光照射于原子力显微镜的探针针尖,利用其局域场加强效应在金薄膜表面加工出各种纳米图形。对加工参数对加工线宽的影响中,我们发现了随着加工能量的减小和加工速度的不断增大将导致加工线宽不断减小,最终达到了极限线宽(~10 nm)。这项技术可以广泛的应用与各种材料的加工中,尤其适合各种金属薄膜的加工,特别是结合了现有的自动化控制系统更是可以加工出任意复杂的二维纳米图形。  相似文献   

11.
激光诱导玻璃内部金纳米颗粒的析出及光谱   总被引:4,自引:0,他引:4  
使用钛宝石飞秒激光引发和热处理相结合,实现了在含有金离子的硅酸盐玻璃内部,有空间选择性地析出金纳米颗粒。对吸收光谱的研究表明,随着热处理温度的升高,吸收峰强度增大且红移;随着激光功率密度的增大,金纳米颗粒也增大。在特定的激光和热处理条件作用下,可以在玻璃内部有空间选择性的使金离子还原后聚集,形成金纳米颗粒,具有量子尺寸效应。改变激光功率和热处理温度可以控制所析出的金属纳米粒子的尺寸,从而实现多色显示,飞秒激光诱导金纳米颗粒具有稳定性,颜色具有持久性。  相似文献   

12.
We theoretically investigated different thermal relaxation participating in the ultrafast thermionic emission processes on gold film surface with a femtosecond pulse excitation. The thermionic emission regimes under the two temperature relaxation and the thermal diffusion relaxation were demonstrated. The simulations showed that the thermionic emission properties can be defined in the regime under two temperature relaxation by reducing the laser fluence, or widening the pulse duration or increasing the laser wavelength. It was also found that there exists a transition between the two distinct thermionic emission regimes under peculiar laser parameters of laser fluence, pulse duration and laser wavelength. The results were explained as significant intervene of laser irradiation parameters into gold film thermal relaxation processes.  相似文献   

13.
 采用校正的分子动力学方法研究了超短脉冲熔化单晶铜的动力学微观机制,建模时将熔化潜热的消耗及自由电子的热传导均考虑在内,使熔化过程的模拟更加真实。皮秒激光熔化单晶铜是一种过热熔化,可归因于液相在固相中的均匀形核。熔沿传播的速度高达5.8 nm/ps ,高于铜中声速。熔化发生在热约束区域内部,导致温度分布不太复杂,且卸载波对应力波的影响与应力约束区域相比较弱。  相似文献   

14.
The crystallization patterns induced by nano- and picosecond laser pulses within an amorphous matrix, with various degrees of relaxation, present morphological instabilities. We show by TEM observations that the final crystalline structures of the relaxed amorphous state, after nanosecond laser excitation, and the “as-deposited” amorphous state after picosecond excitation, present similar morphology. Structurally, metastable crystalline states have been formed under laser irradiation. A probable process for these instabilities is related to competition between the light-induced electronic excitation and thermal processes during the nucleation stage.  相似文献   

15.
光学元件激光损伤是限制高功率激光装置输出能力的关键因素,为了理解光学元件激光损伤过程,提高光学元件抗激光损伤性能,利用偏振阴影显微镜成像技术和光电探测技术研究了紫外皮秒激光诱使熔石英光学元件损伤的时间分辨动力学过程。结果显示了紫外皮秒激光作用过程中冲击应力波的传输特性、瞬态吸收的演变过程以及裂缝的发展过程。结果表明,冲击应力波的传输速度约为6.9μm/ns;532nm波长的激光瞬态吸收在激光作用之后2.5μs时激光吸收达到最大值,之后缓慢下降,整个持续时间可达50μs以上;损伤裂纹在7.5ns时刻就基本停止增长。研究结果对理解皮秒激光的损伤机制有重要意义。  相似文献   

16.
The sizes, shapes, and growth rates of gold and silver nanoparticles stabilized with polyvinylpyrrolidone in water can be controlled by using picosecond laser pulses. The nucleation of small metal clusters formed with NaBH4 addition to produce nanoparticles takes two months with aging but 30 min with laser irradiation. Laser pulses can also induce nanoparticles to have narrow size and shape distribution or to undergo aggregation into much larger particles. The latter process is more likely found when the metal is silver or the irradiation wavelength is short. Laser-induced growth and shape transformation processes are explained in terms of BH4 depletion, metal fusion, and electron ejection followed by disintegration.  相似文献   

17.
The cause of the change in the optical path lengthΔ(nd) of the saturable absorbing dye-doped polymer films under laser irradiation is investigated using polyvinyl alcohol and gelatin films doped with erythrosin B. The temperature rise of the dye-doped films, the changes in optical path length, film thickness, the refractive index and the optical density of the dye-doped films are measured under laser irradiation. The thermal expansion due to the temperature rise of the dye-doped films caused by the irradiation has greater effect on theΔ(nd) than the fading of dye molecules due to the irradiation of laser beams.  相似文献   

18.
The action of powerful pulsed picosecond radiation from a Nd: YAG laser (λ=530 nm, pulse energy: 0.01 J, intensity: 2GW/cm2) and an argon laser (λ=515 nm, power: 50 mW) on protoporphyrin-IX dimethylether in three solvents (trichlormethane, carbon tetrachloride, dioxane) has been studied. Under continuous irradiation the quantum yield and resulting products do not differ materially from the ones produced under mercury lamp irradiation. When irradiation is performed by powerful laser pulses of picosecond duration the quantum yield of photodecomposition of protoporphyrin-IX dimethylether inereases substantially: by 10 in dioxane, by 4 in carbon tetrachloride and by 100 in trichlormethane. It is assumed that a quite different mechanism of multistep excitation is responsible for photodecomposition under powerful picosecond pulses.  相似文献   

19.
Nanosecond laser pulses may produce both thermal melting (as femtosecond and picosecond pulses) or ultrafast nonthermal melting depending on the pulse fluence. This was demonstrated experimentally by Sokolowski-Tinten et al. [1], who found that the transformation of GaAs into its liquid state occurs within several tens of picoseconds at fluences close to the melt threshold due to thermal melting under highly superheated conditions or within several hundred femtoseconds via carrier excitation for very high fluences. The processes occurring under high energetic fs pulse irradiation could be described more precisely with the help of the theoretical work of Stampfli et al. In this work, a nanosecond pulsed laser (Nd:Yag) is used to irradiate an aluminum alloy sample. The oxygen distribution is studied as a function of distance in order to get an idea about the temperature distribution.  相似文献   

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