自锁模钛宝石超短脉冲激光器的新进展

本文综述了自锁模钛宝石超短脉冲激光器的发展概况及最新进展,分析了这种超短脉冲技术的应用前景,在综述的基础上指出了这一技术的发展趋势.     

二能级原子与相干态腔场相互作用过程中的纠缠交换

用量子信息学的观点，分析了发生在一个多个原子和腔场组成的系统中最大纠缠态在原子和多模类奇-偶相干态光场之间相互转移的物理过程，该系统中原子和腔场之间由依赖于强 度耦合的Jaynes-Cummings模型描述.结果发现：通过控制原子与腔场相互作用的时间，并 对原子的状态进行测量，原子的最大纠缠态可以转换为类奇-偶相干态光场的最大纠缠态，反之，纠缠的多模类奇-偶相干态光场也可以转换为原子的最大纠缠态. 关键词： 量子信息 腔量子电动力学 连续变量纠缠态 纠缠交换和传递     

双端泵浦固体激光器模匹配问题的实验研究

实验研究了高功率双端泵浦Nb:YVO₄固体激光器的谐振腔与泵浦光束的模匹配问题.实验发现了输出功率随激光在增益介质中模半径与泵浦光斑半径之比的变化规律.在低泵浦功率ω₀/ω_p<1的条件下,激光器输出功率随ω₀/ω_p的变化不敏感.但在高泵浦功率下,输出功率随ω₀/ω_p的减小而增加.ω₀/ω_p存在一个下限,无论泵浦功率的大小,当ω₀/ω_p低于此下限时基横模消失,高阶模出现.这对于高功率端面泵浦固体激光器腔型的设计具有一定的参考价值.     

多模叠加态|Ψ(4)e,Ⅲ〉q中广义电场分量的N次方H压缩

利用多模压缩态理论,详细研究了由多模偶相干态和多模虚偶相干态的线性叠加所组成的一种新型的四态叠加多模叠加态光场|Ψ(4)e,Ⅲ〉q中广义电场分量的等幂次N次方H压缩特性.结果表明:1) 在腔模总数q与压缩次数N的乘积q*N=4m(m=1,2,3,…)的条件下,态|Ψ(4)e,Ⅲ〉q的广义电场分量可恒处于等幂次N-H最小测不准态.2) 在q*N=4m′+2(m′=0,1,2,…)的条件下,当态间的初始相位差(θ1-θ2)、各模的初始相位和∑qj=1φj,以及各模平均光子数之总和∑qj=1R2j等分别满足一定的取值条件时,态|Ψ(4)e,Ⅲ〉q的广义电场分量总可呈现出周期性变化的偶数次的等幂次N次方H压缩效应.     

B离子对SiO2基质凝胶中Eu3+特征光谱的加强作用

使用正硅酸乙酯、硼酸和硝酸铝为前驱体，硝酸铕为掺杂剂，以溶胶-凝胶法制备了Eu单掺和Eu、B共掺的SiO2干凝胶，并成功地在钠钙玻璃上制备了光洁度很好的掺杂SiO₂多层薄膜.利用荧光光谱、红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）等技术研究了B离子、退火温度对样品发光性能的影响.荧光光谱显示发光体能产生很强的红色发光，经500℃以上退火处理，产生6条谱带，分别归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F_J（J=0, 1, 2, 3, 4）的电子跃迁, ⁵D₀→⁷F₁的跃迁分裂为两个峰.实验结果表明，B离子的加入，由于在材料中形成了Si-O-B键，使Eu³⁺的配位环境的对称性降低，加强了Eu³⁺的红光发射.退火处理改变了材料的网络结构，降低了水和羟基的含量有助于提高发光强度，但退火温度太高（850℃），发生了荧光猝灭效应，源于稀土离子发生位置迁移形成的团簇.XRD测试结果显示材料是非晶态的.     

消像差光栅展宽器中色散量的矩阵分析

在ABCD矩阵基础上,通过引入角度色散项获得了可以方便描述色散系统的3×3阶矩阵方程.利用这种矩阵方程计算了消像差光栅展宽器中的二阶色散量,得到的结果与由常规积分法获得的结果相同,表明采用矩阵方程计算色散系统色散量具有简单方便,包含信息量大,可适用于任意结构色散系统等特点.     

多模准对称叠加态光场广义电场分量的高次振幅压缩

构造了由多模真空场|{0j}＞q和四个一般多模泛函相干态|{f(m)j(x,y,x)}＞q(m=1,2,3,4)这五个态任意线性叠加而成的五态叠加多模泛函量子叠加态光场|φ(5)(fj)＞q.利用多模压缩态理论,研究了态|φ(5)(fj)＞q的广义电场分量在其不等强度准对称叠加条件广义非线性不等幂次Nj次方振幅压缩特性.结果发现:①态|φ(5)(fj)＞q是一种普遍意义上的五态叠加多模泛函非经典光场;对于态|φ(5)(fj)＞q的不等强度准对称叠加情形,无论压缩次数Nj取偶数还是取奇数,在一定的条件下,态|φ(5)(fj)＞q的广义电场分量就可呈现出任意次不等幂次且周期性变化的广义非线性Nj次方振幅压缩效应;②态|φ(5)(fj)＞q的多模泛函相干态中各模经典振幅和经典相位等的空间任意分布特征以及经典强度和经典振幅的任意非对称空间分布特征将对其不等幂次振幅压缩效应的压缩结果及压缩程度等产生直接的影响.     

Structural and Physical Properties of AsxSe100-x Glasses

We prepare the samples of AsxSe100-x glasses with x = 20, 31, 40 and 50, and measure the glass-transition temperatures Tg, the density and elastic, and optical properties of the glasses. The density, elastic constants and third optical nonlinearity coefficient are found to exhibit the maximal values for the As40Se6o composition. Analysis of x-ray photoelectron spectra of these AsxSe100-x glasses indicate that the chemically stoichiometric As40Se60 consists of perfect corner-sharing pyramidal AsSe3/2 units, while the others contain defect bonds such as As-As and Sere. The optical nonlinearity does not correlate with the concentration of Se, contrary to the report by Quemard et al for Ge-Se Masses.     

基于石墨烯的1064nm连续锁模超短脉冲激光器

介绍了利用沉积在增透镜上的石墨烯薄膜作为可饱和吸收体、808 nm激光二极管端面泵浦Nd∶YVO4晶体的1 064 nm连续锁模激光输出特性。采用W型折叠谐振腔结构,在808 nm泵浦功率为80 W时,有稳定的连续锁模脉冲输出,平均输出功率达到185 mW;当抽运功率增加到160 W时,获得了中心波长1 0634 nm、脉冲宽度为518 fs、重复频率为667 MHz、最大平均输出功率为323 mW的百飞秒量级超短脉冲激光输出。实验结果表明：石墨烯具有优良的可饱和吸收性,在1 064 nm波段能够实现高功率、百飞秒量级连续锁模脉冲激光输出。     

三价镨离子掺杂对铽镓石榴石晶体磁光性能影响的量子计算

在铽镓石榴石(TGG)晶体中掺杂Pr~(3+)离子能够有效提升材料的磁光性能,但目前缺乏系统的理论计算阐明此问题.本文根据量子理论,分析了掺杂Pr~(3+)离子的影响机理并进行了定量计算.根据微扰理论解算久期方程,得到自旋-轨道耦合、晶场、有效场及离子之间的超交换作用下, Tb~(3+), Pr~(3+)离子的能级位移及波函数;进一步解算出Tb~(3+), Pr~(3+)离子自基态4f至5d的跃迁电偶极矩、各能级上的分布概率及平均磁矩;获得了Pr:TGG晶体的维尔德常数和磁化率,以及维尔德常数与Pr3+离子掺杂量之间的关系.研究结果表明:由于Pr~(3+)离子引起的法拉第旋转角较Tb~(3+)离子大,同时Tb~(3+)离子和Pr~(3+)离子之间强烈的超交换作用引起了能级的进一步分裂,导致Pr:TGG晶体维尔德常数明显提升;掺杂Pr~(3+)离子后,晶体内部有效磁矩增高,磁化率增大,且温度依赖性降低;维尔德常数数与Pr~(3+)离子掺杂量成分段线性关系,当晶体内部的Tb~(3+)离子和Pr~(3+)离子含量相等时,达到最大值.本文的计算结果与已有的实验数据符合较好.