高气压预电离短脉冲XeCl准分子激光产生研究

研究了在高气压、大体积、泵浦功率1.395 9 MW·cm-3抽运下,产生的XeCl*准分子激光光谱,波段307.7～308.5 nm,结果显示有两个谱线峰值307.98和308.19 nm,谱线最强的跃迁是B—X跃迁,脉冲宽度11.13 ns。在气体配比HCl∶Xe∶He=0.1%∶1%∶98.9%下,采用预电离初始电子,产生稳定辉光放电过程,获得了0.5～5 Hz,单脉冲能量450 mJ,束散角3 mrad, 短脉冲的准分子激光。     

PCB板TEA脉冲CO2激光微孔研究

印刷电路板（PCB）微孔技术是实现高密度互联技术的关键,我国在这方面的研究还刚刚起步,所采用的激光器基本依赖进口,投资成本高,后期维护费用昂贵。研究了聚焦透镜焦距、激光腔内结构、外光阑、扩束系统及其组合方式对PCB激光微孔特性的影响,通过对国产的TEACO2脉冲激光器的激光光束输出模式进行改善、光学系统进行优化,得到了直径在φ170μm以下、孔形良好的微孔。     

高功率脉冲TEA CO2激光除漆的研究

选用高功率脉冲TEA CO2激光器,对不同颜色不同种类的油漆进行了清洗实验,运用数码照片分析程序计算出清洁率,找出了完全清洗阈值和损伤阈值.实验结果较为清晰地给出了激光输出能量和重复频率对清洗效果的影响.对红色醇酸漆来说,完全清洗阈值为10.37J/cm2,而损伤阈值为11.43 J/cm2;红色金属喷漆的完全清洗阈值为9.66 J/cm2,其损伤阈值达10.37 J/cm2;黄色金属喷漆的完全清洗阈值为10.71 J/cm2,损伤阈值则为11.07 J/cm2.输出能量和重复频率未达指定参数时,激光清洗清洁率则低于100%.     

CO_2激光脉宽的“流动加宽”——高气压快速流脉冲激励准连续输出CO_2激光器研究

本文提出CO_2激光脉冲宽度的“流动加宽”问题,阐明了“流动加宽的条件、特点和要求,光腔安置在放电区下游、或部分与放电区重叠并延伸到下游。流动的技术能够把激光的脉宽“加宽”到约大于气流通过放电区的时间即渡越时间,这是“加宽”脉宽的上限。给出无光辐射时问题的解析解,讨论了增益特性;利用文献[18,19]的理论计算了功率和效率。小信号增益系数每厘米约为千分之几—百分之几,能量效率5—15％,讨论了气体组分比、气压对功率和效率的影响。     

高频CO_2激光脉冲写入光子晶体光纤长周期光栅的高温退火特性研究

报道了高频CO2激光脉冲在无限截止单模光子晶体光纤上写入的长周期光纤光栅的高温快速退火特性。实验发现以大约600℃为转折点,在退火温度低于600℃时,退火后的光栅谐振峰在低于退火温度的高温环境中的温度响应和应变响应都不稳定,线性度和重复性都较差;而在退火温度高于600℃而低于700℃时,退火后的光栅谐振峰在低于退火温度的高温环境中的温度响应和应变响应都很稳定,线性度和重复性也很好。如果将光栅加热到更高温度时,光栅会被慢慢部分擦除掉。通过对CO2激光脉冲在光纤上写入光栅过程引入光纤轴向不均匀的应力在不同高温下释放效率和程度的分析,对该现象进行了解释。     

损耗调制CO_2激光脉冲的噪声特性

由于自发辐射噪声的涨落,ＣＯ２激光器的脉冲峰值强度与时间延迟密切相关。理论和实验研究发现,对于典型的Ｂ类ＣＯ２激光器,在损耗调制情况下,当脉冲峰值出现在最低腔损耗ｔ０之前时,初始自发辐射噪声越大,相对于阈值点的第一个渡跃时间ｔＦＰ越小,对应的峰值强度越小;当脉冲峰值出现在最低腔损耗ｔ０之后时,初始自发辐射噪声越大,相对于阈值点的第一个渡跃时间ｔＦＰ越小,对应的峰值强度则越大。     

多原子分子在强红外激光场作用下的多光子光致离解理论

本文从非线性振动理论和单分子化学反应的观点出发,提出一个物理模型用以解释红外激光场作用下的多原子分子瞬时离解现象。我们指出:实验上通常观察到的离解阈值现象与非线性振动中固有的“跳变”过程有着密切的内在联系,以SF₆分子为例,计算并分析了它的离解阈值、频率“红移”和转动补偿等过程,得到在定量上大致与实验现象相符的结果。 关键词：     

用于测距和目标识别的短脉冲CO_2激光器

本专利介绍一种测距和目标识别用的短脉冲TEA CO_2激光装置。该装置用电光普克尔盒调制器将发射的激光束斩成一串0.5～2ns的脉冲,并用一台宽带接收机观测时间加宽的返回信息,此信号是综合对目标观察的有限深度而得。由于目标具有唯一的三维轮廓图,所以目标特征可以与预先用计算机模拟或现场实测方法而得出的已知特征比较,进行识别。这种缩短脉冲的激光发射机及大多数的接收机视场选择方案均能满足图形识别的时间和信噪比要求,本装置能用于高精度的目标测距和识别。     

脉冲CO_2激光伴水喷雾的骨组织消融

评估水喷雾条件对脉冲激光辐照骨硬组织的消融速率、消融效率以及组织表面形态学变化的影响。实验样品为新鲜离体牛胫骨组织;光源为脉冲CO2激光(波长10.64μm),脉冲频率60 Hz,能量密度26.5 J/cm2,光束经关节臂传输后聚焦在组织样品表面进行垂直点状照射,光斑尺寸为400μm,辐照时间10 s。激光辐照时,水雾以45°角倾斜向组织表面喷射,喷水速率分别设置为0(无喷水),0.26,0.5,0.6,0.7和0.9 mL/s。辐照后,体式显微镜观察组织样品表面形貌变化,OCT技术测量弹坑深度,扫描电镜观察弹坑微结构变化。结果表明,水喷雾条件对脉冲CO2激光骨硬组织的消融速率,消融效率以及组织表面形态学变化具有重要影响:水喷雾不仅可以起到冷却和降低热损伤的作用,通过优化选择激光辐照参数和喷水速率,可以显著增大消融速率和消融效率,改善靶组织表面的形态结构。     

注入锁定TEA CO2激光器激光脉冲特性分析

本文在一般的TEACO₂激光器的动力学方程的基础上,给出注入锁定情况下TEACO₂激光器的动力学方程组,并进行数值计算,结果表明,TEACO₂激光器注入锁定激光脉冲宽度比自由运转时的变宽了,脉冲峰值功率降低,而且激光脉冲产生的时间提前,这与实验规律相吻合。     

脉冲CO_2激光烧蚀锡靶等离子体的数值模拟

使用一维辐射流体力学程序MULTI模拟了脉冲CO_2激光烧蚀平面锡靶的过程,研究了脉冲宽度、峰值功率密度、靶材初始密度对锡等离子体电子密度、电子温度的时空分布的影响,并结合统计分析得到最有利于产生13.5nm极紫外光的激光脉冲宽度。模拟结果表明,脉冲宽度为100~200ns的长脉冲激光产生的等离子体有利于实现极紫外输出的最佳条件,通过分析等离子体的电子密度、电子温度的分布对这一结论进行了解释。临界电子密度区域有效吸收了脉冲能量,而低密度的羽辉对激光与极紫外辐射的吸收很少。采用长脉冲激光,使得辐射极紫外等离子体持续时间更长,是提高极紫外辐射效率的有效手段。同时模拟还发现,靶材初始密度对等离子体参数的影响不大。     

强脉冲CO_2激光与靶材在空气中的相互作用

用高速干涉摄影诊断手段对激光作用在固体靶材上的表面效应,冲击波的传播、反射及绕射机制进行了实验观察,拍摄了各种现象的干涉及阴影照片,并进行了简要的分析。     

强脉冲CO_2激光对红外材料的破坏现象

实验表明强激光对红外材料的破坏分为两种类型:烧蚀和冲击破坏。在空气中,光功率密度低于大气的光学击穿阈值时,以烧蚀为主。超过击穿阈值时,冲击破坏是主要的。在我们的实验条件下,用强激光辐照红外脆性材料的靶,靶极易产生微裂纹或粉碎性破坏,其破坏效果与激光的脉冲能量、功率密度、脉冲宽度,以及着靶面积有关。为了直观,文中给出了不少辐照损伤的照片。     

423—475nm的激光作用下呋喃分子的多光子电离离解研究

在波长为423—475nm的激光作用下对呋喃分子的多光子电离离解过程进行了研究.在此实验波段内,呋喃分子主要经历的是(3+1)多光子过程.得到了呋喃分子的共振多光子电离分质量谱以及离子强度与激光强度的关系.对共振多光子电离谱峰进行了里德堡态标识. 关键词：     

355 nm脉冲激光在甲烷中的高效多波长拉曼转换

 研究了脉冲Nd:YAG激光（355 nm）泵浦的甲烷中多级Stokes光的产生和惰性气体对其转换效率的影响,其中一级和二级Stokes光的最大能量转换效率分别可达71%和38%（对应量子效率为79%和48%）,大大高于已往文献报道的20%。在0.5 MPa下,可同时获得322 nm（3.6%）,355 nm（24.5%）,396 nm（24.3%）,448 nm（22.3%）和515 nm（9.3%）的多波长输出。甲烷压力对多级Stokes转换有显著影响：高气压利于产生高效的一级Stokes光,而低气压则适合于高级Stokes光的产生。根据级联受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)理论对实验结果进行了分析,结果表明甲烷中高级Stokes光的产生是SRS和FWM协同作用的结果。加入的氦气增强了甲烷中Stokes光的转换效率,而氩气的作用恰恰相反,利用热透镜效应可以很好地解释这些现象。     

355 nm脉冲激光在甲烷中的高效多波长拉曼转换

研究了脉冲Nd:YAG激光（355 nm）泵浦的甲烷中多级Stokes光的产生和惰性气体对其转换效率的影响,其中一级和二级Stokes光的最大能量转换效率分别可达71%和38%（对应量子效率为79%和48%）,大大高于已往文献报道的20%。在0.5 MPa下,可同时获得322 nm（3.6%）,355 nm（24.5%）,396 nm（24.3%）,448 nm（22.3%）和515 nm（9.3%）的多波长输出。甲烷压力对多级Stokes转换有显著影响：高气压利于产生高效的一级Stokes光,而低气压则适合于高级Stokes光的产生。根据级联受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)理论对实验结果进行了分析,结果表明甲烷中高级Stokes光的产生是SRS和FWM协同作用的结果。加入的氦气增强了甲烷中Stokes光的转换效率,而氩气的作用恰恰相反,利用热透镜效应可以很好地解释这些现象。     

XeCl激光诱导的CS_2多光子电离质谱

本文报道了CS_2在XeCl准分子激光(波长为308nm)诱导下的多光子电离质谱实验.我们测量了各种离子(S~ 、CS~ S_2~ 和CS_2~ )强度相对激光强度和样品气量的变化规律,根据这些结果和一些相应的计算确立了CS_2多光子电离的动力学模型和每一种离子的具体生成过程.     

高气压TE CO_2激光泵浦的高功率连续可调谐远红外喇曼NH_3激光器

本文报道输出能量约4mJ(功率约80 kW)的连续可调谐远红外喇曼跃迁NH_3激光器,调谐范围约覆盖发射谱从90到93μm的70％。分立K能级激光跃迁的连续调谐范围约为30GHz。文中给出了典型的实验结果,并进行了讨论。     

430-490nm激光作用下CH_3I分子的多光子电离离解研究

利用飞行时间质谱仪研究了CH3I分子在 4 30～ 4 90nm激光作用下的多光子电离 (MPI)离解过程和机制。得到了分子的飞行时间质谱 ,从整个实验波段 4 30～ 4 90nm的MPI离子谱发现 ,短波的MPI离子谱峰相对较高 ,长波的MPI离子谱峰相对较宽而弥散。对MPI离子谱中的一些共振峰标识为分子的 ( 5pπ ,8s) ,( 5pπ ,6p)以及 ( 5pπ ,7s)里德堡态共振吸收峰。还标识了 ( 5pπ ,7s)里德堡态的系列振动模。在短波段CH3I分子为 ( 3+1)多光子过程 ,长波段为 ( 2+2 )多光过程。