喇曼自由电子激光器布拉格腔设计

本文介绍一种可用于喇曼自由电子激光器的布拉格腔实用化设计。如果激光器的互作用区漂移管波纹满足布拉格条件，则其分布反馈机理构成了类似于普通激光谐振腔的布拉格腔。该腔既可有效地选定中心频率，又可望提高准单模运转的喇曼自由电子激光器电子效率及其输出功率。     

OMA控制与探测的激光共振喇曼谱仪

本文介绍了一套脉冲染料激光器激发，带增强型二极管阵列探测器探测的ＯＭＡ共振喇曼光谱仪（ＯＭＡＲ２Ｓ）可测量样品物质的共振喇曼光谱及时间分辨的共振喇曼光谱（ＴＲ３）。对ＣＣｌ４样品进行了分析，其结果与标准谱符合得很好。测试和分析了谱仪的主要参数。在使用１２００ｇ／ｍｍ的光栅时，谱仪在５９０２处分辨率△ｖ为６．７ｃｍ－１；在６３２８处，△ｖ＝５．０ｃｍ－１，杂散光为４．８×１０－３；波长精度好于±１；重复性好于０．７；光谱工作范围从３８００到１５０００。     

光纤共振和预共振喇曼光谱(英)

在液芯光纤内产生共振和预共振喇曼效应，喇曼光谱强度可以大幅度提高，最高可达109倍．本文介绍获得光纤（预）共振喇曼光谱的可行性、实验及实验结果．用远离吸收带的激光激发获得了α甲基吡啶预共振喇曼光谱．用小功率激光（0．8mW）、低浓度溶液（9．6×10(-12)mol／L）还获得了β叶红素在CS2中的共振喇曼光谱．     

拉曼自由电子激光器

文章介绍了拉曼自由电子激光器的应用，概述了我们在拉曼自由电子激光器调谐、新型小周期波荡器、具有分布反馈谐振腔的拉曼自由电子激光振荡器和虚火花放电等方面的研究进展。     

XeCl准分子激光在铅蒸气中的高效率受激电子喇曼散射

本文报道了采用非稳腔XeCl准分子激光泵浦铅蒸气获得52%喇曼能量转换效率.比较了稳腔与非稳腔XeCI激光泵浦下的喇曼转换特性.     

部分离化激光等离子体的受激喇曼散射不稳定性

由于部分离化激光等离子体中存在束缚电子，它可显著改变其参量不稳定性。本文分析了部分离化激光等离子体的受激喇曼散射的非线性色散关系，计算了钕玻璃倍频和三倍频激光受激喇曼散射的增长率，结果表明，前向受激喇曼散射显著增强，后向受激喇曼散射影响不大。     

喇曼腔倒空激光器

激光介质3和喇曼介质20共用一个谐振腔。激光介质把激光投射到喇曼介质20上,激光达到喇曼介质的阈值强度时,介质吸收激光,并以偏移频率重新发射出相干光。系统的光学元件为激光介质提供光学腔,并为喇曼介质提供另一个腔。     

准分子激光束的喇曼整形

受激喇曼散射可以将紫外准分子激光辐射频移到特定的近紫外和可见光波长.采用喇曼整形技术还可以获得衍射极限发散角的斯托克斯输出.本文研究了注入光束质量对喇曼整形的影响,并求得不同氢压力下的喇曼增益系数和饱和参量.     

FEL振荡器实验中电子束非理想入射和反射镜倾斜引起的三维效应模拟

用３－ＤＯＳＩＦＥＬ程序计算、分析了在自由电子激光振荡器实验中，电子束偏入射、斜入射和反射镜倾斜引起的各种三维效应对振荡器自由电子激光特性影响。     

光纤预共振喇曼光谱的实验研究

应用液芯光纤技术，提高了预共振喇曼光谱强度１０＾２倍以上，用１０ｍＷ较长波长（５１４．５ｎｍ，４８８．ｎｍ，４５４．５ｎｍ）激光激发，观察到了α甲基吡啶的预共振喇曼光谱线。     

不同实验条件对激光诱导等离子体的影响机理研究

常温常压下,采用波长532 nm的Nd：YAG纳秒激光器激发诱导空气中的铝合金,由高分辨率的光谱仪和ICCD对等离子体发射光谱采集和实现光电转换。研究激光能量、ICCD门延迟和聚焦透镜到样品表面的距离（lens-to-sample distance,LTSD）对谱线信号强度和等离子体电子温度的影响,并分析了产生影响的物理机制。结果表明,固定ICCD门延迟和LTSD,随着激光能量的增大,谱线强度和电子温度均增大;计算结果表明,当激光能量从20 mJ增加到160 mJ时,原子谱线Al I 396.15 nm,Mg I 518.36 nm,离子谱线Mg II 279.54 nm谱线强度相较于20 mJ分别提高了12.83,6.45,10.56倍。固定激光能量和LTSD,ICCD门延迟在100～4 000 ns范围内变化时,随着延迟的增加,谱线强度和等离子体电子温度均呈指数形式衰减。固定ICCD门延迟和激光能量,采用焦距为75 mm的聚焦透镜,研究了LTSD对等离子体参数的影响机理。结果表明,聚焦透镜到样品的距离对等离子体的谱线强度和电子温度有较大的影响。等离子体的特征谱线强度和等离子体的电子温度的变化规律基本一致,分别在聚焦透镜到样品表面的距离为73 mm和79 mm处取得峰值,并在73 mm处对应最大值。     

离焦量对空气中激光诱导铜等离子体光谱特性的影响

利用Nd: YAG脉冲激光在空气中烧蚀金属Cu靶,获得等离子体光谱;采用改变离焦量的方法,研究了离焦量的变化对谱线结构及谱线强度的影响;分析了离焦量分别为1mm、0mm和-2mm时,沿靶面法线方向不同空间距离处电子温度的演化规律;并对等离子体光谱的特性和产生机制进行了讨论. 结果表明,谱线结构、谱线强度和等离子体的电子温度都与离焦量的变化密切相关,聚焦点在-2mm处CuⅠ谱线相对强度出现峰值,电子温度数值最大;聚焦点在-0.5mm和-1.0mm附近谱线相对强度遽然降低的现象是由于等离子体的屏蔽效应造成的.     

不同样品温度下聚焦透镜到样品表面距离对激光诱导铜击穿光谱的影响

研究了不同温度下聚焦透镜到样品表面距离对激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)强度的影响,使用Nd:YAG脉冲激光激发样品并产生等离子体,探测的等离子体发射的光谱线为Cu(Ⅰ)510.55 nm,Cu(Ⅰ)515.32 nm和Cu(Ⅰ)521.82 nm.使用透镜的焦距为200 mm,测量的聚焦透镜到样品表面距离的范围为170—200 mm,样品温度从25℃升高到270℃,激光能量为26 mJ.总体上,升高样品温度能有效地提高LIBS光谱的辐射强度.在25℃和100℃时,光谱强度随着聚焦透镜到样品表面距离的增加而单调增加;在样品温度更高(150, 200, 250和270℃)时,光谱强度随着距离的增加出现先升高而后又降低的变化.同时,在样品接近焦点附近,随着样品温度的升高,LIBS光谱强度的变化不明显,还可能出现光谱强度随着样品温度升高而降低的情况,这在通过升高样品温度来提高LIBS光谱强度中特别值得我们注意.为了更进一步了解这两个条件对LIBS的影响,计算了等离子体温度和电子密度,发现等离子体温度和电子密度的变化与光谱强度的变化几乎一致,更高样品温度下产生的等离子体温度和电子密度更高.     

飞秒激光成丝诱导Cu等离子体的温度和电子密度

研究了飞秒激光成丝诱导铜击穿光谱,利用光发射光谱对产生的铜等离子体光谱强度沿着丝长度进行了测量,获得了在不同样品与聚焦透镜间距离的Cu(I)的强度分布.结果显示,由于强度钳箍效应成丝诱导的光谱在较大的透镜样品间距离范围内有较强的辐射强度.另外,利用玻尔兹曼图和斯塔克展宽计算了整个成丝繁衍距离中Cu等离子体温度和电子密度.     

High resolution X-ray spherically bent crystal spectrometer for laser-produced plasma diagnostics

A new high spectral resolution crystal spectrometer is designed to measure very low emissive X-ray spectra of laser-produced plasma in 0.5-0.9 nm range. A large open aperture （30 ×20 （mm）） mica （002） spherically bent crystal with curvature radius R = 380 mm is used as dispersive and focusing element. The imaging plate is employed to obtain high spectral resolution with effective area of 30 × 80 （mm）. The long designed path of the X-ray spectrometer beam is 980 mm from the source to the detector via the crystal. Experiment is carried out at a 20-J laser facility. X-ray spectra in an absolute intensity scale is obtained from Al laserproduced plasmas created by laser energy of 6.78 J. Samples of spectra obtained with spectral resolution of up to E/△E - 1500 are presented. The results clearly show that the device is good to diagnose laser high-density plasmas.     

空气中YAG激光诱导Cu等离子体空间特性的研究

在空气中利用Nd: YAG脉冲激光诱导金属Cu靶,产生激光等离子体羽,并获得等离子体羽的空间谱;研究了空间谱线结构;分析了不同空间位置处电子温度和电子密度的空间演化规律;并对等离子体光谱的特性和产生机制进行了讨论. 结果表明：谱线结构、谱线强度和等离子体的电子温度及电子密度都与空间位置变化密切相关,特征谱强度最大值出现在距靶面0.75-1.0mm的空间位置处,此处CuⅠ谱线相对强度最强,在1.25 mm空间位置处电子温度比周边的电子温度偏低,但此处电子密度反而升高,这种现象可以由级联效应得到解释。     

脉冲光纤激光修锐青铜金刚石砂轮等离子体特性研究

采用光栅光谱仪 对脉冲光纤激光修锐青铜金刚石砂轮过程中产生的等离子体空间分辨发射光谱进行了测量. 研究了500–600 nm波段范围内的等离子体空间发射光谱强度随激光平均功率和脉冲重复频率的变化情况. 结果表明: 等离子体辐射光谱强度在其径向膨胀方向上距离砂轮表面约2.4 mm处达到最大值. 在局部热力学平衡假设条件下, 根据等离子体中六条铜原子谱线的相对强度, 利用Boltzmann 图法, 计算得到在不同激光功率和重复频 率条件下的等离子体电子温度沿砂轮径向方向的分布规律. 实验结果表明: 在激光修锐青铜金刚石砂轮过程中, 距离砂轮表面约3 mm处等离子体电子温度出现峰值, 其温度最高可达4380 K, 且等离子体电子温度随着激光参数和 空间位置的改变呈现出不同的演变规律. 关键词： 脉冲光纤激光 等离子体发射光谱 激光修锐 电子温度     

Analysis of characteristic X-ray generation induced by laser plasma electrons accelerated by an electric field

The results of experiments devoted to the study of spectral, spatial, and time characteristics of a spectrally bright point x-ray source based on a vacuum diode with a laser-plasma cathode and a titanium needle anode with a photon energy approximately equal to 4.5 keV are presented. The experimental results revealed a considerable difference between the electron emission from laser plasma in a strong electric field and the explosive electron emission and demonstrated the effectiveness of laser plasma as an electron source. The optimization of the laser radiation power density, the accelerating voltage, and the interelectrode spacing made it possible to create a point x-ray source whose spectral brightness exceeds available sources in the class of small-size pulse x-ray instruments (tubes with explosive cathodes). It has been proved experimentally that the maximum contrast of the characteristic lines of the anode material is attained in the case of an optimal choice of accelerating voltage. The x-ray source has the following parameters: (1) spectral brightness of the K-lines of titanium of the order of 10²¹ photons/cm² s sr keV; (2) emitting region size of 250 mm; and (3) laser pulse duration less than 20 ns.     

Narrow-bandwidth operation of a XeCl laser with SFUR

Ｎａｒｒｏｗ－ｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆａＸｅＣｌｌａｓｅｒｗｉｔｈＳＦＵＲＣＨＥＮＪｉａｎｗｅｎ；ＺＨＵＰｅｉｐｉｎｇ；ＸＩＡＯＴｉｑｉａｏ；ＫＯＵＬｅｉｇａｎｇ；ＣＨＥＮＧＹａ；ＷＡＮＧＲｕｎｗｅｎ（ＳｈａｏｐｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔ...     

煤粉颗粒流在不同焦点位置条件下的激发特性

将激光诱导击穿光谱技术应用到煤粉颗粒流测量中,分析激光与样品流相互作用,并考察不同的聚焦焦深对等离子体激发特性的影响。在自行搭建的两相流的实验台架上,在大气环境条件下,利用激光器分别对1.0,0.5,0,-0.5, -1.0 mm焦深作用条件下的煤粉颗粒流进行击穿,同时利用光谱仪对等离子体信号进行采集。在相同的激光能量以及收光角度等条件下,改变聚焦激光的焦深,分析对比不同焦深下的等离子体温度、电子密度以及对煤元素分析中关注的C, Si和Al三个代表元素的光谱强度的变化规律。结果表明,不同的激光聚焦焦深对等离子体温度、电子密度和元素光谱强度的影响规律较为明显,三个参数整体变化规律是一致的,最优点为0 mm,其次为1.0,0.5,-0.5 mm,最劣点为-1.0 mm。