飞秒双脉冲激光照射金属薄膜的热行为

通过双温方程对飞秒单脉冲与双脉冲照射金薄膜进行了计算模拟分析,得到了金靶的电子温度和晶格温度随着时间空间的变化。在同样激光能量密度下,单脉冲与双脉冲使得金膜温度的变化表明双脉冲使得更多的激光能量渗透到靶材内部,这些能量可以使得烧蚀深度更深,有利于提高激光烧蚀靶材的效率。计算结果显示随着激光能量密度的增加熔化面深度逐渐增加,单脉冲与双脉冲熔化面深度的变化明显不同。在激光能量密度高于损伤阈值附近,单脉冲的烧蚀深度大于双脉冲的烧蚀深度,随着激光能量密度增加,双脉冲的烧蚀深度将大于单脉冲的烧蚀深度。     

脉冲Nd:YAG激光熔覆修复塑料模具工艺参数的优化

 激光器的电压、电流、脉冲宽度、脉冲频率与激光的扫描速度、光斑直径等工艺参数直接影响着脉冲Nd:YAG激光熔覆质量。为了简化工艺调整过程，提出了重叠率的概念，并进行了理论推导，建立了重叠率与脉冲频率、激光扫描速度、激光光斑直径相互关系的方程式。利用预置法在低碳钢基体上熔覆Ni基合金粉末,获得了2组最佳工艺参数，即单脉冲能量、重叠率分别为6.7 J,97.4%和21 J,69.4%。研究表明：在单脉冲能量和重叠率一定的条件下，改变电流、脉宽、脉冲频率及熔覆速度不会影响熔覆质量。     

固体棒状热容激光器的热分析

 计算出固体棒状热容激光器在不同散热边界条件下的温度分布和随时间的演变，与实验测量的结果进行了对比。计算结果表明：激光器工作在热容模式时，不同散热边界条件下激光介质内的温度分布在激光发射期间区别不大，激光发射期间，激光介质内的温度分布主要取决于泵浦光的吸收。但是散热过程中的不同散热边界条件下温度分布演化大不相同，此时的温度分布主要取决于散热边界条件。     

热容激光器激光输出特性的数值模拟

热容激光器在激射过程中，激光介质的温度随工作时司升高，导致热容激光器具有特殊的激光输出特性。建立了描述热容激光输出特性的理论模型，给出了输出功率随激光介质温升及工作时间的变化关系。     

样品温度对纳秒激光诱导土壤等离子体辐射特性的影响（英文）

利用脉宽8 ns,波长为532 nm的Nd:YAG单脉冲纳秒激光器,在一个标准大气压下入射到土壤中(样品土壤来自蚌埠学院校园),改变样品温度,获得了不同样品温度下激光诱导击穿光谱.通过分析光谱,得到土壤中不同特征谱线的强度和信噪比.分别利用Boltzmann斜线法和Stark展宽法计算并分析了等离子体电子温度和电子密度随样品温度的演化规律;同时讨论了提高样品温度和激光诱导土壤等离子体辐射增强的原因.实验结果表明,随着样品温度的升高,等离子体的谱线强度、信噪比、电子温度和电子密度会逐渐增强,并且在温度为100℃时达到最大.     

能量传递上转换对Tm，Ho：YLF调Q激光器上能级寿命的影响

根据激光二极管纵向抽运Tm,Ho：YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程，在考虑能量传递上转换(ETU)的情况下，建立了Tm,Ho：YLF主动调Q激光器的准三能级速率方程，得出了激光单脉冲能量的解析表达式.在理论上指出，能量传递上转换不但减小了输出单脉冲能量，而且严重减小了激光上能级寿命.实验上给出了在固定抽运功率下，单脉冲能量随重复频率的变化关系，验证了理论所指出的能量传递上转换减小了激光上能级寿命. 关键词： 二极管抽运 Tm Ho：YLF晶体 能量传递上转换 速率方程     

飞秒激光诱导微结构中飞秒时间分辨等离子体的时空动力学过程(特邀)

利用飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像技术研究了不同数值孔径显微物镜聚焦的单脉冲飞秒激光诱导熔融石英微结构中等离子体的瞬态时间-空间演化特性及瞬态电子密度空间分布与激光诱导微结构的联系。实验结果表明显微物镜聚焦的飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度随延时的增加先增大后逐渐减小。当显微物镜的数值孔径为0.45时,飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度的空间位置随延时的增加变化不大,基本都在非线性焦点处,激光在样品中诱导的微结构是点状的;当显微物镜的数值孔径为0.3时,飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度的空间位置随延时的增加逐渐向样品内部移动,激光诱导的微结构是长条状的。此外,不同数值孔径显微物镜聚焦飞秒激光在样品中诱导最大瞬态电子密度的空间位置与激光诱导微结构的位置一致,这说明飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像可用于超快激光微加工过程的在线检测,可为超快激光诱导材料微结构的定向调控及加工参数优化提供参考。     

宽温度范围无制冷固体激光器

设计完成了一种适用于宽温度范围内的无制冷被动调Q固体激光器。根据激光二极管(LD)输出波长随温度漂移的特性，对不同波长叠加组合，实现了20 ℃范围内808 nm泵浦光的稳定输出。优化了泵浦源结构并通过Ansys软件进行稳态热模拟仿真，结果表明其可以实现自然冷却。依据泵浦能量及材料参数，确定了最优的输出镜反射率和饱和吸收体初始透过率分别为28%和34%，被动调Q后的单脉冲输出能量模拟值为9.8 mJ，脉宽为9 ns。通过实验，在35~55 ℃温度范围内，自然冷却条件下获得了单脉冲能量8.6 mJ、脉冲宽度10.2 ns的1064 nm激光输出，单阵列功率不稳定性低于5%，阵列切换时功率不稳定性低于12%。     

对数型非线性介质中一维空间暗、灰孤子的存在性分析

对在对数型非线性介质中空间灰孤子的存在性进行了研究，认为对数型非线性介质中可以同 时支持暗和灰空间孤子态.并对暗空间孤子的宽度变化作了分析，指出当峰值功率较低时， 束宽随功率的增大而急剧减小，表现出良好的非线性效应；当峰值功率逐渐增大时，束宽的 减小趋势逐渐放慢直至趋于停止. 关键词： 空间暗孤子 空间灰孤子 对数型非线性介质     

基于旋转液体实验仪对折射率与温度关系的探究

利用FB805型旋转液体实验仪，设计出一种较为简洁的测量方法，探究激光光线在同一介质中折射率随温度变化的规律。该方法能够直观且实时地获取不同温度下液体的折射率，继而获得温度与折射率的关系(温度范围为27.5～80℃)。通过对实验操作、实验数据收集处理以及误差分析，为日后仪器改进和进一步探究提供思路。     

用超声方法研究掺丙氨酸氘化TGS晶体的相变

 采用超声脉冲重合技术，观察LADTGS在压力升至0.8 GPa，温度在20~90 ℃范围内，超声波在晶体中传播的速度及声衰减系数随温度变化的规律，发现在常压下，在64 ℃处声速随温度变化曲线的斜率有明显变化，对应的声衰减也有一明显吸收峰。随压力升高，T_c以约12 ℃/GPa的速率向高温方向移动。这一现象与介电常数的研究结果大致相同。     

钼在千周范围内的位错内耗

用Marx方法(频率为86kc/s及102kc/s)测量了区熔提纯钼单晶及工业纯钼多晶的内耗振幅依赖关系。钼单晶在2000℃氢气炉中退火后可测得Granato-Lücke型的内耗-振幅曲线。微量冷加工后内耗增大,并使内耗振幅曲线上出现转折平台(或称极大值),与铝在低温低振幅下测得的结果相似。根据位错蚀坑的观察结果,初步认为此转折平台的出现是与冷加工在晶体中产生的未被钉扎的新位错有关,并求得转折平台处内耗的增值与新位错密度成正比的关系。此外还做了温度和时效(200—300℃)对内耗振幅曲线的影响,随着温度的降低和时效时间的增长,内耗明显下降。以上的结果我们用推广的GL理论进行了讨论。测量了冷加工对工业纯钼多晶的内耗振幅曲线的影响,基本符合GL理论。     

正交偏振双色激光场作用下生成的孤立阿秒脉冲

我们理论研究了正交偏振双色激光场作用下的高次谐波发射和孤立阿秒脉冲的产生.当y方向加一束中红外激光脉冲(12.5 fs/2000 nm),x方向加一束强度较弱的激光脉冲(12 fs/800 nm)时,我们得到从250 eV到350 eV的超连续谐波平台,在平台范围内叠加50 eV的谐波,可以得到一个脉宽约为97as的孤立阿秒脉冲. 通过时频分析,我们解释了高次谐波发射的物理机制.     

60 fs长脉宽双色场作用下孤立阿秒脉冲的产生

通过数值求解一维含时Schrödinger方程,研究了具有较长脉宽双色激光脉冲与氢原子相互作用产生的高次谐波和阿秒(as)脉冲.这里的双色激光脉冲由一束基频钛宝石主脉冲与另一束红外附加脉冲构成.研究发现,当合成脉冲的脉宽选为12 fs时, 选取合适的附加脉冲波长,合成电场的振幅在始末端时间段能被大幅抑制, 仅中间部分的电场对谐波谱平台区和截止位置起主要贡献. 通过分析合成脉冲电场始末端时间段抑制的机理,进一步扩展了合成脉冲脉宽到60 as, 并得到160 as的孤立短脉冲.这是迄今为止在孤立阿秒脉冲产生研究中所采用的最长脉宽. 该方案中的合成脉冲等效于单一5 fs短脉冲的作用, 却克服了5 fs脉冲低输出能量导致的阿秒脉冲能量低的困难.     

Temperature dependence of single event transient in 90-nm CMOS dual-well and triple-well NMOSFETs

This paper investigates the temperature dependence of single event transient (SET) in 90-nm complementary metat-oxide semiconductor (CMOS) dual-well and triple-well negative metal-oxide semiconductor field-effect transistors (NMOSFETs). Technology computer-aided design (TCAD) three-dimensional (3D) simulations show that the drain current pulse duration increases from 85 ps to 245 ps for triple-well but only increases from 65 ps to 98 ps for dual-well when the temperature increases from -55℃ to 125℃, which is closely correlated with the source of NMOSFETs. This reveals that the pulse width increases with temperature in dual-well due to the weakening of anti-amplification bipolar effect while increases with temperature in triple-well due to the enhancement of the bipolar amplification.     

啁啾激光与半周期脉冲形成的组合场驱动原子产生单个阿秒脉冲

提出了由波长为800 nm、脉冲宽度为5 fs的啁啾激光与半周期脉冲形成组合场,并利用这种组合场驱动一维模型氦原子获得单个阿秒脉冲. 通过数值求解一维氦原子的含时薛定谔方程,发现氦原子在组合场驱动下高次谐波谱的截止位置可以扩展到I_p+21.6U_p. 对第二平台区域不同范围内高次谐波的叠加都能得到单个阿秒脉冲,最短可达37 as,特别是对平台区域的前端进行叠加不仅能够得到较短的单个阿秒脉冲,而且与截止位置附近高次谐波构造的阿秒脉冲相比,强度提高了3个数量级. 关键词： 啁啾激光场 半周期脉冲 高次谐波 阿秒脉冲     

单粒子瞬变中的双极放大效应研究

采用三维数值模拟的方法对比研究了单个NMOS晶体管和反相器链中的单粒子瞬变（single event transient,SET）电流脉冲,发现深亚微米工艺下双极放大电流在单管的SET电流脉冲中占主要成分,而在反相器链的SET模拟中不明显,分析二者的区别解释了源/体结偏压的形成过程和放大机理,并证明了双极放大效应受源/体结偏压影响的结论.在此基础上分析了NMOS管中源极的正向电流及其机理,发现台阶区的源极正向电流主要是由扩散作用形成的. 关键词： 单粒子瞬变 双极放大 混合模拟 台阶区电流     

菠菜PSII核心复合物激发能传递与温度的关系

采用基于延时分次扫描单光子计数器为探测装置的皮秒时间分辨荧光光谱测试系统研究了菠菜光系统(PSⅡ)核心复合物光能传递与温度的关系.分别对PSII核心复合物样品在20℃、42℃、48℃下做温浴处理,然后以脉宽为120 ps,重复率为4MHz,波长为514nm的Ar+激光作为光源分别激发处理后样品的荧光.通过对测量结果进行数据处理,分析比较发现:同一温度下,呈荧光带的激发能传递速度比副荧光带处的快;同一波长下,慢组分的时间常量随温度升高而变慢,而快速组分的时间常数则变化不大;做42℃温浴处理的样品接近于蛋白质解体的临界状态.     

三色激光控制量子路径生成短于30阿秒的孤立脉冲

采用多周期的800 nm钛宝石激光组合1600 nm中红外脉 冲辐照氦离子产生高次谐波发射功率谱. 相对于单色场情形, 谐波谱出现明显的双平台结构, 且在第二平台区出现了光滑的连续辐射谱, 其转化效率相对于第一平台低了约两个数量级. 通过附加脉宽为1 fs的27次谐波脉冲到双色激光场的特定时域, 可以控制电子电离在半个光学周期内迅速提升, 获得了由单一短量子路径贡献的连续辐射谱, 使得第二平台区谐波的转化效率相对于组合场情形增强4个数量级, 且连续谱的频谱范围从第二平台区扩展到第一平台区, 叠加该连续谱190次到285次谐波生成了脉宽为29 as的强、短孤立脉冲.     

通过双色激光场和低频电场合成获得孤立40阿秒脉冲

本文提出了一个在双色激光场上叠加低频电场来拓宽高次谐波谱平台区域,从而获得孤立40阿秒脉冲的方案.计算中,我们针对氦原子数值求解了一维含时薛定谔方程,并结合电子的经典回碰动能随时间分布图以及时频分析图,分析了低频电场对高次谐波谱产生过程的影响.计算结果表明,该方案可以有效的拓宽谐波谱的平台区域.通过叠加适当阶数的谐波谱,我们得到了孤立40阿秒脉冲.