强激光在等离子体中的传播特性

分别讨论了非相对论条件下短脉冲和长脉冲激光在完全电离的等离子体中的传播特性。短脉冲情况下，激光的有效瑞利长度会增加，但不会出现自导引；长脉冲激光的传播取决于激光功率和等离子体温度之比，当该比值超过一定阈值时会出现自导引现象，激光束被限制在一个相对稳定的通道内，其半径对光束的初始半径有很强的依赖性。     

脉冲激光在有机分子材料中的共振传播

利用麦克斯韦-布洛赫耦合方程,研究了激光脉冲在4,4′-二甲氨基二苯乙烯分子材料中的共振传播,探讨了激光脉冲在传播中的时空演化情况.在数值计算中考虑了各种阻尼效应.     

光脉冲在激光放大介质中的非线性传播

 在考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应和群速度色散以及活性粒子的增益分布后，导出了光脉冲在激光放大介质中传播的基本方程。并在光脉冲中心频率与介质增益峰值频率时重合时，对皮秒超高斯光脉冲在钕玻璃激光放大介质中传播的脉冲形状进行了分析讨论。     

在相对论性激光-等离子体系统中初始物理参数对激光脉冲的影响

基于相对论性激光-等离子体动力学理论，研究了相对论性激光-等离子体系统中圆偏振入射脉冲激光和等离子体相互作用对激光脉冲宽度的影响. 具体分析了在不同初始物理参数下脉冲激光的脉冲宽度在等离子体传播过程中的变化情况，重点分析了激光脉冲在等离子中压缩. 计算结果表明增加入射激光的强度和入射脉冲宽度以及减小等离子体的初始密度，能够有效地实现脉冲宽度在等离子体中压缩；当激光脉冲的初始参数a₀=0.12和τ=70以及等离子体密度n₀=0.3时，脉冲宽度相对压缩T/τ接近于1/10，从而给出了激光压缩的理论优化参数. 关键词： 相对论性激光-等离子体 激光脉冲宽度 等离子体密度 自压缩     

超短脉冲激光在有机分子材料中的动力学过程研究

利用从头计算方法，在密度泛函理论上，计算了分子的电子结构和电偶极矩.通过求解麦克斯韦-布洛赫方程，研究了超短脉冲激光与硝基苯胺分子材料的相互作用，着重分析了分子的固有偶极矩对脉冲激光波形、频谱成分以及分子能级占有率产生的影响.研究结果表明，慢变幅近似和旋波近似不能很好地描述超短脉冲在PNA分子介质中传播.分子的固有偶极矩进一步使脉冲传播背离面积定理，引起了脉冲更快地分裂.当脉冲激光在PNA分子介质中以电荷转移态的激发能共振传播时，脉冲激光频谱中明显地出现了二次谐波成分，显示了该分子具有较强的双光子吸收性质. 关键词： 超短脉冲激光 硝基苯胺分子 麦克斯韦-布洛赫方程     

周期量级超短激光脉冲在近临界密度等离子体中形成的光孤子

利用一维粒子模拟程序，观测到周期量级的超短激光脉冲在等离子体中可以以孤子形式传播.它在一定密度等离子体中以较高的群速度向前传播，并在到达等离子体与真空界面时发生反射和透射.当入射激光脉冲强度增大时，非线性调制效应使它产生较大的频率下移，致使光孤子传播速度变小.另外，对于同样光强下的几十个周期以上的光脉冲，它在等离子体中传播时形成的则是一连串低频的被捕获在等离子体中的光孤子. 关键词： 光孤子 超短激光脉冲 等离子体 粒子模拟     

飞秒强激光脉冲在等离子体中的自压缩

文章从激光等离子体相互作用的非线性薛定谔方程出发,理论研究了飞秒强激光脉冲在等离子体中的自压缩行为.结果表明在一定范围内随着激光脉冲宽度、激光强度的增大以及等离子体密度的减小,飞秒强激光脉冲在等离子体中传播的自压缩现象越明显.另外通过适当设定参量得到了近似稳定传播的基孤子.     

超短激光脉冲在等离子体中的分裂以及类孤子结构的形成

用一维粒子模拟研究了超短脉冲在等离子体中传播时产生的光孤子结构以及由此形成的脉冲分裂现象，比较了不同峰值强度和脉冲宽度对形成光孤子以及脉冲传播方式的影响.研究表明: 脉冲宽度在若干个到十几个振荡周期的超短脉冲在等离子体中可能形成高速传播的光孤子；脉冲宽度增加和强度增大两种方式都可以使得孤子结构的传播速度减慢,且由于高阶孤子的衰变使得初始激光脉冲在等离子体中发生分裂，形成两个以不同速度向前传播的孤子结构.由孤子阶数的理论计算可较好地预言激光脉冲在等离子体中分裂的子脉冲数. 关键词： 光孤子 超短激光脉冲 等离子体 粒子模拟     

级联三能级模型下超短脉冲激光与分子相互作用的动力学研究

通过求解麦克斯韦-布洛赫方程，研究了超短脉冲激光和一维对称π共轭分子材料(4,4′-二甲氨基二苯乙烯分子)的相互作用.该分子材料具有较强的非线性光学性质，其分子的电子结构和电偶极矩是在密度泛函理论水平上利用从头计算方法得到的.研究结果表明，慢变幅近似和旋波近似不能很好地描述超短脉冲在该分子介质中的传播.在单光子共振情况下，保持入射脉冲的脉冲宽度不变，当小面积脉冲在该分子介质中传播时，二能级模型可以较好地描述脉冲激光与该分子体系的相互作用过程.但对于大面积脉冲激光，由于较明显地产生了分子的二次激发，此时分子 关键词： 超短脉冲激光 4′-二甲氨基二苯乙烯分子 三能级模型 麦克斯韦-布洛赫方程     

激光尾流场的2.5维粒子模拟

 用2D3V PIC粒子模拟方法分析了超短脉冲超强激光在稀薄等离子体中激发尾流场的产生过程及电子在尾流场中的加速过程。“前向Raman散射”使得激光脉冲沿传播方向拉长，脉冲的尾部变陡，它导致静电场的相速度和饱和时超热电子的最大动能明显减小，也使得激发尾流场的最佳脉冲宽度变小。     

Numerical modeling of generation of few-cycle pulses in a mode-locked laser

We have performed numerical simulation of a laser generating few-cycle pulses in the regime of coherent mode locking. It is shown that such a laser can support generation of pulses with a duration close to the reciprocal of the main laser transition frequency of the gain medium in a wide range of laser parameters.     

V型原子系统中相干布居俘获的相干相位调制研究

在延迟脉冲激光场作用下的V型原子系统中，实现了对相干布居俘获，电磁感应透明的相干相位调制，选择适当的能级其调制频率可以达到飞秒量级.利用数值和解析分析得到了延迟脉冲和叠加态粒子数布居的关系，以及粒子布居受光场相位调制的特点和变化规律.利用这种机理可以实现飞秒量级的量子开关作用. 关键词： 相干相位调制 相干布居俘获 电磁感应透明 量子开关     

Zur Theorie der nichtstationären Resonanzfluoreszenz an bewegten Molekülen. II. Untersuchungen zur hochauflösenden Resonanzfluoreszenzspektroskopie

Non-stationary Theory of Resonance Fluorescence for Moving Molecules. II. Highly Resolved Fluorescence Spectroscopy With respect to tke Doppler-effect a formula for the spectral energy density of fluorescence radiation of gases (vapours) generated by resonance scattering of short laser pulses is derived. The spectral energy density consists of a coherent and an incoherent part which differs in a characteristic way. The coherent fluorescence radiation reproduces the spectrum of the laser light. Informations about the homogeneous line widths are obtained only from the incoherent spectra. The results of numerical calculations of highly resolved spectra in forward and backward directions under different conditions are discussed.     

在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波的发射

本文提出了一种在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波发射效率的方法.我们首先通过在800 nm基本激光脉冲上添加一束控制激光脉冲在理论上得到双色合成激光场;其次,通过求解一维含时薛定谔方程,计算得到了体系处于不同初始态时的高次谐波谱,并结合时频分布图时其微观机理进行分析.计算结果表明,使用相干叠加态作为体系的初始态,通过调节两束激光的相对相位可以有效实现提高高次谐波的发射效率的目的.     

在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波的发射

本文提出了一种在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波发射效率的方法. 我们首先通过在800nm基本激光脉冲上添加一束控制激光脉冲在理论上得到双色合成激光场;其次,通过求解一维含时薛定谔方程,计算得到了体系处于不同初始态时的高次谐波谱,并结合时频分布图对其微观机理进行分析. 计算结果表明,使用相干叠加态作为体系的初始态,通过调节两束激光的相对相位可以有效实现提高高次谐波的发射效率的目的.     

Coherent harmonic generation on UVSOR-II storage ring

Among the attractive coherent light sources resulting from the interaction between femtosecond lasers and relativistic electron beams, simultaneous Coherent Synchrotron Radiation (CSR) in the THz region, slicing and UV-VUV Coherent Harmonic Generation (CHG) can be achieved on synchrotron radiation facilities. Recently, a Ti:Sa laser at high repetition rate (1 kHz) has been seeded in the optical klystron of the Free Electron Laser at UVSOR-II (Okazaki, Japan). In this paper, the experimental set-up allowing delivery of sub picosecond UV pulses from CHG, and TeraHertz radiation from CSR is described. We further focus on the third coherent harmonic (266 nm) generated. The expected typical characteristics of this radiation, predicted by both numerical and analytical models recalled here, are experimentally verified and several studies of the influence of the seed laser on the output CHG intensity are reported. Such experiment enables UVSOR-II facility to produce in parallel short pulses at two different colors, synchronized at high repetition rate with one single infrared laser: a unique set-up of great interest for the facility users.     

Production of 300W,nanosecond, transform limited optical pulses

Intense nanosecond pulses have been produced from a cw dye laser using a dye amplifier pumped by 6 ns nitrogen laser pulses. The pulses have a transform limited spectrum and are convenient for coherent propagation experiments.     

非Lamb-Dicke近似下制备囚禁冷离子的振动相干态

根据非Lamb-Dicke近似下激光-离子相互作用动力学规律,讨论了如何利用一系列的激光脉冲来驱动冷离子,从而从运动基态出发获得一系列振动数态的宏观叠加态.具体研究了这些叠加态的Q函数、Wigner函数和它们的非经典特性,如压缩和反群聚效应等.结果表明,合适地调节各个所用激光的脉冲长度,所产生的叠加态能很好地逼近熟知的振动相干态. 关键词： Lamb-Dicke近似 叠加态 相干态 非经典特性     

运用“部分受激拉曼绝热通道”制备串行Λ系统相干叠加态

讨论了在串行Λ系统中制备初态和末态的连续叠加态的方法,这种方法是部分受激拉曼绝热通道的扩充.但是它又不同于部分受激拉曼绝热通道,每个斯托克斯脉冲先行相应的泵浦脉冲,但是所有的中间脉冲提前并且同时消失,而第一束斯托克斯脉冲和最后一束泵浦脉冲稍后同时消失.应用数值方法讨论了脉冲驰豫时间和失谐量对该方法的影响.数值结果表明要制备任意的叠加态,不仅要满足双光子共振,而且要满足单光子共振.     

Coherent control of ultrahigh-frequency acoustic resonances in photonic crystal fibers

Ultrahigh frequency acoustic resonances (approximately 2 GHz) trapped within the glass core (approximately 1 microm diameter) of a photonic crystal fiber are selectively excited through electrostriction using laser pulses of duration 100 ps and energy 500 pJ. Using precisely timed sequences of such driving pulses, we achieve coherent control of the acoustic resonances by constructive or destructive interference, demonstrating both enhancement and suppression of the vibrations. A sequence of 27 resonantly-timed pulses provides a 100-fold increase in the amplitude of the vibrational mode. The results are explained and interpreted using a semianalytical theory, and supported by precise numerical simulations of the complex light-matter interaction.