飞秒激光对高反膜的破坏及其超快动力学过程

研究了800nm飞秒激光照射下45°高反膜ZrO2-Si O2的破坏及其超快动力学过程。利用原子力显微镜和扫描电镜观察了材料的烧蚀形貌,测量了破坏阈值与脉冲宽度、烧蚀深度与脉冲能量的依赖关系。随着脉冲宽度从50fs增加到900fs,其烧蚀阈值从0.35J/cm2增加到1.78J/cm2。烧蚀深度与激光能流密度近似成对数关系。当激光强度略高于烧蚀阈值时,材料很快被烧蚀到几百纳米,烧蚀深度表现出明显的层状特性。同时,利用建立的抽运探针实验系统,测量了高强度抽运脉冲作用下材料对探针光的反射率随延迟时间的变化,揭示了薄膜烧蚀的超快动力学过程。实验结果表明高反膜表层的材料对烧蚀特性有重要影响。     

飞秒激光烧蚀石英玻璃的实验与理论研究

实验研究了800nm飞秒激光作用下石英玻璃的破坏机理和烧蚀规律，给出了破坏阈值与脉冲宽度的关系.发展了雪崩击穿模型，计算了材料的烧蚀阈值与脉冲宽度的依赖关系，烧蚀深度、烧蚀体积与脉冲能量的依赖关系，研究了导带电子的扩散对材料中激光能量的沉积、分布，以及材料的破坏阈值和烧蚀规律的影响. 关键词： 飞秒激光脉冲 破坏机理 石英玻璃 电子扩散     

脉冲储能型重复频率Yb:YAG片状激光放大器ASE效应研究

探讨了脉冲储能型重复频率片状Yb:YAG激光放大器抽运过程中的自发辐射放大（ASE）效应和能量提取过程.在Yb³⁺离子抽运动力学的基础上，建立了抽运过程中的自发辐射放大模型，计算了Yb:YAG晶体中三维含时储能密度分布和全片可提取能量.讨论了不同介质尺寸、掺杂浓度及厚度、介质温度参数下，自发辐射放大对储能的影响.给出了较为优化的设计，将有助于基于Yb激光材料的大能量二极管抽运的固体激光器设计. 关键词： 脉冲储能 Yb:YAG激光放大器 自发辐射放大（ASE）     

超短脉冲激光照射下氧化铝的烧蚀机理

利用烧蚀面积与激光脉冲能量的线性关系，确定了氧化铝的破坏阈值，同时采用散射光探测法，研究了800和400nm超短脉冲激光作用下氧化铝的破坏阈值对激光脉宽的依赖关系，并探讨了氧化铝的烧蚀规律. 利用雪崩击穿模型，解释了实验结果，并讨论了导带电子光吸收机理. 关键词： 飞秒激光 氧化铝 破坏阈值 雪崩模型     

超短脉冲照射下氟化锂的烧蚀机理及其超快动力学研究

研究了超短脉冲激光照射下LiF晶体的破坏机理及其超快动力学过程,利用扫描电镜和原子力显微镜等测试手段,观测了飞秒激光照射下LiF晶体的烧蚀形貌。利用烧蚀面积与激光脉冲能量的对数关系确定了LiF晶体的破坏阈值,并利用非线性玻璃棒展宽脉宽,得到了800nm激光作用下LiF破坏阈值对激光脉宽（50～1000fs）的依赖关系;利用抽运一探针超快探测平台,探测了LiF烧蚀过程中反射率的变化。采用雪崩击穿模型,并根据晶体材料反射率与材料的介电常量的依赖关系,通过数值计算,模拟了材料烧蚀阈值与脉宽的依赖关系及材料激发过程中反射率的变化关系。结果表明,理论结果与实验结果符合较好。讨论了飞秒激光照射下LiF晶体中导带电子数密度的变化规律,并解释了相应的实验结果。     

1 kHz-0.1 TW高效率钛宝石激光放大器

介绍了一种高重复频率掺钛蓝宝石飞秒激光多通高效率放大系统.在抽运功率为23 W，入射功率为660 mW时，获得7.2 W的放大输出，放大效率达30%.经压缩器压缩后，获得单脉冲能量4.5 mJ,脉冲宽度为 38 fs，重复频率为1 kHz，峰值功率大于0.1 TW的超短超强激光脉冲. 关键词： 飞秒脉冲 高重复频率 啁啾脉冲放大     

脉冲CO2激光器的多频动力学模型

建立了适用于各种气压下(20×133—20×10⁵ Pa)的脉冲CO₂激光器的六温度多频动力学模型，该模型考虑了增益谱线重叠效应，序列带、热带的影响，以及非洛伦兹线型效应.对模型进行数值求解可以预言和解释不同气压下的脉冲CO₂激光器的输出特性，有助于评价不同的抽运设计和研究可调谐特性，为设计脉冲CO₂激光系统提供理论支持. 关键词： 2激光器')" href="#">CO₂激光器 激光动力学 六温度模型 增益谱线重叠     

超强飞秒激光脉冲作用下氢分子的高次谐波行为——基于含时密度泛函理论的模拟

在含时密度泛函理论框架下,采用经典和量子相结合的模型,模拟了氢分子在超强飞秒激光脉冲作用下的高次谐波行为. 结果表明氢分子的高次谐波谱具有“下降—平台—截止”的结构和偶次谐波被禁闭仅出现奇次谐波的选择性特征;不同的激光偏振方向会导致高次谐波的截止频率和谱线强度的变化. 关键词： TDDFT 超强飞秒激光 高次谐波 2分子')" href="#">H₂分子     

纳秒级脉冲激光诱导Zn掺杂过程中GaN/Al2O3材料的温度分布及热形变解析分析

分析了纳秒级脉冲激光作用下GaN的激光诱导Zn的掺杂过程.利用简化的一维模型，给出一种比较直观的脉冲激光辐照下GaN/Al₂O₃材料温度分布的解析形式，得到了GaN材料表面温度与激光辐照时间的关系以及材料形变与深度的关系.在激光脉冲作用时，GaN材料表面的温度与辐照时间的平方根成正比.脉冲过后，材料温度分布梯度和热形变分布随深度发生变化，接近表面的温度梯度最大，热形变量也最大.而在连续脉冲作用时表面的温度呈锯齿状不断升高. 关键词： 激光诱导 2O₃')" href="#">GaN/Al₂O₃ 温度分布 热形变     

飞秒抽运随机激光输出波形的可控性研究

本文基于随机激光的时域理论,研究了飞秒脉冲抽运下二维随机激光的辐射特性,并着重讨论了抽运脉冲的峰值强度、脉宽和脉冲波形对辐射光时域波形的影响.结果表明, 辐射光的时域波形强烈依赖于抽运光脉冲的参数,通过调整抽运方式可以控制辐射光的输出波形.数值模拟结果为研究随机激光输出波形的可控性技术提供了理论依据. 关键词： 激光物理 随机激光器 飞秒抽运 脉冲波形     

基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致失真的复原

理论分析和讨论了基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致信号失真的复原和补偿机理，数值模拟了在交叉相位调制作用下，高斯脉冲在中距相位共轭光纤系统中的传输演化过程.结果表明，频域相位共轭技术能够抑制交叉相位调制对光纤系统中传输信号的损害，复原其所导致的信号失真，并能够同步补偿群速度色散和自相位调制非线性效应所导致的信号失真.合适的初始脉冲时延和初始脉冲啁啾有利于频域相位共轭技术对交叉相位调制所致信号失真的抑制. 关键词： 频域相位共轭 交叉相位调制 色散 自相位调制     

基于单模光纤的交叉相位调制型频率分辨光学开关超短脉冲测量

利用单模光纤中的光弹效应和交叉相位调制(XPM)效应,提出了一种频率分辨光学开关法测量超短脉冲的新方案.在本方案中,单模光纤的前一部分产生可变延迟,后一部分作为非线性介质产生非线性效应.该方案只需一根单模光纤,无须复杂的光路校准,结构简单,损耗低;光纤中的XPM效应易发生,无须相位匹配.对提出的方案进行了数值模拟,采用基于矩阵的主元素广义投影算法,恢复出待测脉冲的幅度和相位信息,并研究了光纤长度和待测超短脉冲的脉冲宽度对测量结果的影响.结果表明:测量准确度随着光纤长度的增加而提高,选取长度为2 km的光纤,就可以实现对超短脉冲的准确测量;本文方案适用于脉冲宽度不小于80 fs的超短光脉冲的测量.     

Control of polarization signal distortion by frequency domain phase conjugation in optical fiber systems

Optical frequency domain phase conjugation(FDPC) is based on phase conjuga-tion of spectrum of an input signal.It is equivalent to the phase conjugation and the time reversal of the temporal envelope of an input signal.The use of FDPC to con-trol polarization signal distortion in birefringent optical fiber systems is proposed.Evolution of polarization signals in the system using midway FDPC is analyzed theoretically and simulated numerically.It is shown that the distortion of polariza-tion signals can be controlled effectively by FDPC.The impairments due to disper-sion and nonlinear effects can be suppressed simultaneously.     

利用光纤-光栅对1.06μm皮秒光脉冲压缩

本文报道了利用光脉冲在10m单模光纤中传播所产生的自相位调制(SPM)、互相位调制(XPM)、群速色散(GVD)和受激喇曼散射(SRS)的共同作用,实现光脉冲光谱和时间加宽,经光栅对线性啁啾补偿后,将脉宽15ps的1.06μm光脉冲压缩至小于6ps,能量大于100nJ,压缩比>2.5。     

Ultrawideband monocycle generation using cross-phase modulation in a semiconductor optical amplifier

We propose a novel scheme to generate ultrawideband (UWB) monocycle pulses based on cross-phase modulation (XPM) of a semiconductor optical amplifier (SOA). The proposed system consists of a SOA and an optical bandpass filter (OBF). Due to the XPM, a continuous wave (CW) probe signal is phase modulated by another optical Gauss pulse in the SOA. The OBF will convert the phase modulation to intensity modulation. A pair of polarity-reversed UWB monocycle pulses is achieved by locating the probe carrier at the positive and negative linear slopes of the OBF. Both cases conform to the UWB definition of the Federal Communications Commission.     

在反常色散区艾里脉冲与光孤子相互作用规律的研究

本文采用分步傅里叶法,研究了在反常色散区孤子和艾里脉冲相互作用的规律,并且对相互作用后的孤子和艾里脉冲各自的强度、时域和时移进行了MATLAB仿真.通过仿真发现光孤子和艾里脉冲在光纤中相互重叠时,交叉相位调制(XPM)就会建立并且这种调制会影响孤子和艾里脉冲的性质.在相互作用过程中,孤子的形状保持不变,但是受到艾里脉冲自加速特性的影响孤子会发生偏移.艾里脉冲受XPM的影响会转化为孤子,传播方向也会发生偏移.可见,XPM使得艾里脉冲和孤子各自的性质都相互影响着对方.艾里脉冲和孤子的时域也会受到XPM的影响,使得原本不相同的脉冲形状都转变为含有一个主峰和一个次峰的相似结构,并且主峰和次峰的位置和脉冲宽度也大致相同,这也是艾里脉冲能够转换为孤子的一个依据.另外本文还模拟了不同输入强度r下的孤子和艾里脉冲的变化情况,模拟发现不管是艾里脉冲还是孤子时移都随着输入强度r的增大而增大,并且它们的变化趋势都是一样的,同时模拟还发现在相同的的r值下,时移也会随着a值的增大而增大.     

Photonic multi-shape UWB pulse generation using a semiconductor optical amplifier-based nonlinear optical loop mirror

We propose and demonstrate a scheme to implement photonic multi-shape ultra-wideband(UWB) signal generation using a semiconductor optical amplifier(SOA) based nonlinear optical loop mirror(NOLM).By employing the cross phase modulation(XPM) effect,cross gain modulation(XGM),or both,multi-shape UWB waveforms are generated including monocycle,doublet,triplet,and quadruplet pulses.Both the shapes and polarities of the generated pulses are flexible to adjust,which may be very useful in UWB pulse shape modulation and pulse polarity modulation.     

色散平坦渐减光纤中交叉相位调制对超连续谱产生的增强效应

研究了在色散平坦渐减光纤中,交叉相位调制效应对光脉冲的传输以及超连续谱产生的影响.研究结果表明,交叉相位调制效应对超连续谱的产生起到增强的作用,提高了超连续谱产生的效率.在一定条件下,尽管脉冲的两个偏振分量的模式折射率不同,但由于交叉相位调制效应,它们能相互俘获并以共同的群速度传输,产生自捕获现象.     

Study on the dynamic range of input power for wavelength converter based on cross-phase modulation in SOAs

In this paper, the dynamic range of input power for wavelength converter based on cross-phase modulation (XPM) in semiconductor optical amplifier (SOA) is studied. The dynamic range of input power is associated with the linewidth enhancement factor , which is influenced by optical wavelength and power. Shorter wavelength and larger power can induce smaller and lead to a larger dynamic range, while the gain modulation is more severe. Through dynamically controlling the current of the phase arm of the XPM wavelength converter by the detection of the input signal power level, the dynamic range of input power can be increased from 2 to 17 dB.     

自相位调制和交叉相位调制共同作用下抽运探测波结构中的信号扰动研究

针对强度调制直接检测波分复用系统研究了抽运探测波结构中自相位调制和交叉相位调制共同作用下的光信号传输,给出了确定任意抽运信号下的探测波时域波形及强度调制率的理论解析方法,分析了信道间隔、传输速率对于交叉相位调制的影响,发现抽运波自相位调制的作用主要体现在使探测波时域强度调制率有所增大,解析结果和数值仿真能较好地吻合。