皮秒激光泵浦的亚10fs钛宝石激光器

研制了高稳定Nd∶YVO_4皮秒激光振荡器,并在15 W、808nm激光泵浦下得到6 W的连续锁模皮秒激光输出,光-光效率为40%.对该皮秒激光进行单通放大后得到14 W的基频光输出,倍频后可以得到7 W的532nm皮秒激光,用作钛宝石振荡器的泵浦源.在4.5 W的皮秒532nm激光泵浦下,结合腔外压缩,得到了脉宽为9.4fs、平均功率为150mW的脉冲序列输出.调节钛宝石振荡器的腔长使其与皮秒振荡器的腔长一致时,可实现自触发克尔透镜锁模.实验结果表明皮秒激光泵浦可以有效地触发钛宝石激光器的自动锁模,输出飞秒脉冲序列.     

全啁啾镜色散补偿的亚8 fs钛宝石激光器

报道了一种基于全啁啾镜腔内色散补偿的、可长期稳定运行的亚8 fs钛宝石激光器.在4 W绿光抽运下, 可获得300 mW、86 MHz脉冲输出.腔内用于色散补偿的两对啁啾镜是国内自主设计自行镀膜的, 其对色散的精确控制可以在腔内不加尖劈对的情况下获得半宽超过150 nm超宽带输出.利用腔外色散补偿, 脉冲宽度被压缩至7.9 fs, 这是目前采用国产啁啾镜获得的最短脉宽, 也是无尖劈对谐振腔获得的最短脉宽.同时, 利用电路系统提供实时反馈调节, 可保证钛宝石激光器长期稳定运行, 24 h内功率抖动约0.6%.     

海水中钕同位素的测定及其在水团混合中的指示意义

海水中的钕(Nd)同位素性质稳定,被广泛用于海洋学过程的研究。由于海水中Nd含量很低,且在测定过程中易受钐(Sm)的影响,因此富集和纯化成为海水中Nd同位素分析的必要步骤。传统的分离方法通常是利用氢氧化铁共沉淀法富集海水中的稀土元素(REEs),再用LN-C50-A树脂对Nd进行分离纯化。但富集过程较为耗时。本研究采用NOBIAS螯合树脂对海水中的稀土元素进行富集,优化了上样pH值、NOBIAS PA1螯合树脂淋洗酸浓度、LN-C50-A树脂淋洗酸体积等实验条件。结果表明,当pH=4.7时,NOBIAS PA1螯合树脂对钕的回收效率大于99%;LN-C50-A树脂对钕分离纯化的回收效率大于93%。本方法重现性好(RSD1.5%,n=3),且系统误差对钕同位素的测定无显著影响(RSD5%,n=5),能满足海水中钕及其同位素分析精度的要求。     

高效率三倍频产生355nm皮秒激光的实验研究

具有高重复频率、高平均功率的皮秒放大激光在科学研究和工业生产中有着重要的应用,尤其是在脆性材料的加工领域,绿光或紫外皮秒激光具有独特的优势.基于我们研制的平均功率23.2 W、重复频率500 kHz、脉冲宽度13.4 ps的Nd:YVO_4激光器,开展了LBO晶体高效率二倍频与三倍频的研究.通过优化相位匹配和晶体内激光的走离,分别得到了平均功率12.7 W的532 nm二倍频激光和9.25 W的355 nm三倍频激光,相应的光光转换效率分别为54.7%和39.8%.激光器具有结构简单、平均功率高、转换效率高等特点,可以广泛地用于科学研究和工业生产中.     

固相萃取-电感耦合等离子体质谱法测定地表高盐水体中的痕量稀土元素

基于电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）建立测定地表高盐水体中痕量稀土元素的分析方法,提出UV/H₂O₂去除地表水体中有机物的新策略。地表水体中的溶解态稀土浓度极低,质量浓度在ng·L-1数量级,分析测试非常困难。当水体中总溶解性固体超过1 g·L-1时,样品直接测试会造成严重的质谱干扰,同时可能会导致雾化器、截取锥和样品锥阻塞。因此,测试高盐水体中的稀土元素需要先去除水体中的盐类。为提高测试的准确度,样品测试前通常需要对水体进行预富集以增加待测物质量浓度。但是,内陆地表水体中有机物浓度较高,在进行预富集的过程中有机物和稀土元素发生络合作用,使得溶解态稀土在富集时发生分异,对预富集工作也是一项挑战。首先在样品中加入H₂O₂,将样品放入紫外消解系统中氧化去除水体中的有机物,消解后水体中有机碳的浓度可降低至0.5 mg·L-1。然后采用NobiasPA1固相树脂对样品进行预富集,步骤如下：首先使用流速为2.2 mL·min-1的硝酸,超纯水和醋酸铵缓冲液依次分别清洗预富集系统,去除预富集系统中可能残留的稀土元素;然后用流速为2.0 mL·min-1的醋酸铵缓冲液、样品和醋酸铵缓冲液依次分别通过固相萃取柱,富集样品中的稀土元素并去除吸附在树脂柱上的盐类;最后使用流速为0.7 mL·min-1的HNO₃溶液淋洗树脂柱并收集样品。ICP-MS测试样品时,选择115In为内标校正基体效应。研究结果表明在pH 4.6±0.1的情况下,各稀土元素的检出限和空白值分别在0.34～22.0和0.34～12.9 ng·L-1之间;稀土元素检出的相对标准偏差（n=5）<5%;稀土标准溶液的加标回收率在97%～101%之间。将该方法用于渤海海水、海河河口水体和西藏雅根错水体,加入Tm作为内标,样品的加标回收率在98%～101%, 相对标准偏差（n=3）<5%。这说明该方法适用于地表高盐水体中溶解态稀土元素的定量分析。     

饱和功率密度下线性啁啾对交叉偏振波输出特性的影响

交叉偏振波(XPW)技术是一种基于具有各向异性特征的三阶非线性晶体的非线性滤波技术,由于结构简单,稳定可靠,是超强超快激光领域提高时域对比度、压缩脉宽的有效手段之一.在实验中发现,XPW的输出特性受驱动脉冲特性的直接影响,通过理论计算得到了XPW的脉宽和光谱宽度与驱动脉冲的啁啾特性关系,同时利用声光可编程色散滤波器设计实验对理论计算进行了验证.结果表明:实验结果很好地反映了理论计算得出的结论,同时在饱和功率密度条件下,还表现出了一些理论计算没有反映出的新现象,即XPW的光谱展宽突破了驱动脉冲宽度√3倍的限制,最终脉宽也能够压缩至小于入射脉宽的1/√3;此外对于相反线性啁啾的驱动脉冲所产生的XPW信号,其在光谱形状上有明显的偏移差异,同时输出效率也有所不同.最后对这些新现象进行了进一步的分析和理论解释.     

A 61-mJ, 1-kHz cryogenic Yb: YAG laser amplifier

We report a diode-pumped rod-type Yb:YAG laser amplifier operating at 1 kHz. Cryogenic cooling method was adopted to make the Yb:YAG crystal work with four-level behavior. A single-frequency fiber laser acts as the seed in an actively Q-switched Yb:YAG oscillator. The resonator delivers 5.75-mJ pulses at 1 kHz with a pulse duration of approximately 40 ns. The pulses were amplified to 61 mJ in a four-pass rod-type Yb:YAG amplifier with optical-to-optical efficiency of 24% in the main amplifier. The M² parameter of the output laser is <1.4.