超短脉冲强激光在空气中的传输

超短脉冲强激光在空气中传输时由于非线性克尔自聚焦效应会使激光光束聚焦，造成空气的离化而形成等离子体，等离子体对激光光束又会产生散焦作用，这两种过程的动态平衡可以形成很长的等离子体通道，从而产生一系列复杂而有趣的现象．文章对通道形成的机理、锥角辐射、超连续谱和三次谐波的产生进行了阐述，并介绍了目前等离子体通道形成的几种理论模型．文章还对通道内的各种复合和辐射机制进行了分析．     

超短脉冲激光在引导闪电中的应用

超短超强激光可以在大气中引起非线性效应以及产生等离子体，超短超强激光在非线性自聚焦和等离子体散焦的平衡可以使激光在大气中传播很长的距离，从而产生一条较长的低密度的等离子体通道，文章对其形成的原理和利用其引导闪电的可行性进行阐述，说明该通道在外场下可以触发和引导闪电到安全地点，对其机制的深入研究对工业和国防应用具有重要的意义。     

超短脉冲激光对硅膜的热力效应分析

为了研究超短脉冲激光辐照下半导体材料的热力效应,在热电子崩力和自洽场两种模型的基础上,得到了完全耦合的非线性热弹方程组。在单轴应力条件下,采用有限差分法,讨论了不同脉宽的超短脉冲激光辐照下,硅膜内载流子温度、晶格温度、热应力以及热电子崩力随时间及膜深度的变化情况。结果表明,脉冲宽度对硅膜的热力损伤过程起重要作用。能量密度一定时,载流子和晶格达到热平衡所需时间随脉冲宽度的增加而增加;热电子崩力呈现明显的双峰结构,同时脉冲宽度对第二个峰值的影响较大;脉宽越窄,热应力的峰值越大,越容易对材料造成损伤,为激光加工和光电器件的损伤提供了理论参考。     

超短强激光脉冲在等离子体隧道中传输的理论与数值模拟研究

研究了超短强激光脉冲在非扰动抛物型部分电离的预等离子体隧道中的传输特性.从Maxwell方程出发得到了两个包含衍射、三阶强度非线性、等离子体散焦、等离子体隧道聚焦以及相对论自聚焦等效应在内的激光场演化方程，即折射率方程和哈密顿-雅可比方程.在此基础 上得到了激光在等离子体隧道中传输的包络方程以及光斑半径与传输距离、隧道宽度等初始 参量的关系. 关键词： 等离子体隧道聚焦 相对论自聚焦 势阱     

单次飞秒激光脉冲在玻璃内部产生多次微爆的研究

在入射能量不同的情况下，用近红外飞秒激光脉冲在重钡火石玻璃（ZBaF15）内部产生了色心和微爆，在熔融石英的内部产生了多次微爆现象.实验表明：入射能量较高时，色心的中间会产生微爆；在松聚焦条件下，一个飞秒激光脉冲在透明介质内会激发多次微爆.基于飞秒激光脉冲在透明介质内的自聚焦效应和自由电子等离子体的自散焦效应，理论分析了多次微爆产生的原因；也讨论了飞秒激光脉冲诱导玻璃折射率改变的机理.     

纳秒激光水击穿成丝实验研究

为了研究水与纳秒激光相互作用的现象,利用相机拍摄了经显微镜放大之后的击穿区域的图像。激光射入水中后,若激光功率超过击穿阈值,水被击穿,在传播方向上形成纺锤形状的等离子体光点,同时在纵向上出现光束分裂和多丝现象。增大入射能量,传输方向上光点变密,纵向上多丝现象更加明显。利用B-T理论模拟了一维光场经调制之后的光场分布,与实验结果吻合较好。     

非线性迭层光栅的光学限制特性

首次报导了在具有非线性响应的ＺｎＳ／ＺｎＳｅ迭层光栅中实现的光学限制效应,其光学限制阈值大约为１４０ｍＷ（１．４２×１０＾５Ｗ／ｃｍ＾２）,限幅阈值２４ｍＷ。理论分析表明,这种迭层光栅的光学限制机理是来自双光子吸收产生的自由载流子相起的自散焦效应对材料折射率的贡献,产生了非线性折射率的结果。我们发现这种由半导体多层结构制成的光功率限制器不但具有较低的阈值和较宽的频谱响应,而且具有其阈值强度依赖于器     

超短脉冲强激光与等离子体的非线性相互作用

超短脉冲强光与等离子体相互作用是近年来令人注目的一个前沿领域。介绍了其中的超短脉冲强激光与非稠密等离子体作用中的激光尾波场与尾波场加速器、光脉冲频率上转换与脉宽正缩、相对论光导等重要研究课题。还介绍了超短脉冲强激光与固体靶作用听吸收机制，短标尺长等离子体产生、能量输运等有关问题的研究。     

超常介质中超短电磁脉冲的传输特性研究

将超常介质的色散磁导率合并到非线性极化项中,借鉴常规介质中超短脉冲传输方程的推导方法,得到了非线性超常介质中超短脉冲的传输方程。在德鲁德(Drude)色散模型下,根据脉冲中心频率的不同在传输方程中出现了可正、可负、可为零的自陡峭系数,以及高阶非线性色散项。此外,利用矩方法对传输方程进行分析,得到了超常介质中超短脉冲传输方程的能量守恒定律表达式,揭示了色散磁导率导致的超短脉冲传输的新特性,发现二阶非线性色散使超短脉冲的能量、脉冲频移、脉冲宽度、中心位置和啁啾都随传输距离呈现振荡式变化。     

光学孤子在色散缓变光纤中的传输特性研究

从理论上分析了超短光脉冲在色散缓变光纤中无畸变传输所要求的色散变化关系，设计了单模缓变光纤结构参数。数值模拟验证了理论分析结果，指出改变光纤色散参数完全可以克服光纤损耗对光孤子波形的畸变影响。     

Nonlinear Refraction of Dielectric Single Crystals under Excitation with Ultrashort Near-Infrared Laser Pulses

Optics and Spectroscopy - Nonlinear refraction in a number of crystals (KGW, KGW:Eu3+, Ba(NO3)2, BaWO4, PbMoO4, and CdWO4) that are promising for excitation of multifrequency stimulated Raman...     

Propagation Dynamics of Ultrashort Optical Pulses in Nonlinear Coupled-Cavity-Type Multilayered Structures: a Numerical Study

A numerical study of the propagation dynamics of ultrashort pulses in a coupled-cavity-type multilayered structure doped with Kerr-type nonlinearity showed that such a structure improves the switching contrast of recently proposed optical-limiting and switching devices consisting of a nonlinear Bragg reflector.     

超短激光脉冲中时空耦合效应的研究进展

概述了超短激光脉冲中时空耦合效应的研究进展。将时空耦合效应分为一阶时空耦合和高阶时空耦合两大类,并详细介绍了两类时空耦合效应的研究历史和现状。其中一阶时空耦合效应相对较为简单,对其的理论及实验研究也较为充分。相比一阶时空耦合效应,高阶时空耦合效应的起源更广泛、种类更丰富、时空结构更复杂。目前,对高阶时空耦合效应的研究也刚处于起步阶段。最后,展望了该领域的研究趋势。     

Silicon Ablation by Single Ultrashort Laser Pulses of Variable Width in Air and Water

The ablation of silicon by single laser pulses of variable width (0.3–9.5 ps) with a wavelength of 515 nm has been comparatively studied in air and water. A nonmonotonic behavior of ablation thresholds with a minimum at 1.6 ps, which is due to achieving the thermalization time of the electron and ion subsystems in silicon, has been revealed. It has been shown that, with an increase in the pulse width in the considered width range, the efficiency of the ablation of silicon decreases by a factor of 2.5 in air and increases by a factor of 2 in water. This behavior of ablation in air is attributed to a partial transition from phase explosion to surface evaporation, which is suppressed in water.     

飞秒超短脉冲激光加热金属平面靶

从能流分析出发,对飞秒超短脉冲激光与金属平面靶相互作用的机制进行了理论研究,对其中主要物理过程的能流损耗作了详尽的分析,并根据一维,双温热扩散模型推导了自由电子温度随时间变化的函数关系.并从理论上推导了超短脉冲近似假设成立的脉宽范围和在此条件下自由电子所能达到的最高温度表达式.     

Ultrashort Light Pulses

Ultrashort Light Pulses     

Elastic Scattering of Ultrashort Laser Pulses on Noble Gas Atoms

Russian Physics Journal - The work deals with a theoretical investigation of elastic scattering of ultrashort electromagnetic pulses (USP) on the noble gas atoms in the far ultra-violet and soft...