BaTiO3自泵浦相位共轭镜

首次报道用国产光折变晶体BaTiO_6制成的反射率大于30%的自泵浦相位共轭镜(SPPCM).并使用它成功地完成了畸变像复原实验.文中给出了自泵浦相位共轭信号的建立与入射光强度.入射光和晶体晶轴夹角的依赖关系及其擦洗速率的实验结果.文中还首次提出了一种使用单块BaTiO_3晶体,使多束入射光同时获得各自相位共轭波的方法.     

光折变相位栅衍射动态特性的严格耦合波分析

利用严格耦合波衍射理论分析了光折变体相位光栅的衍射问题,给出了光折变二波耦合动态特性的严格耦合波分析及其对入射光束夹角和初始入射光强比的依赖关系.实验上对掺铜KNSBN晶体二波耦合的动态特性进行了测量,实验结果和数值模拟符合得很好.     

光折变晶体几何结构对自泵浦相位共轭特性影响的研究

基于Cu∶KNSBN晶体的自泵浦相位共轭实验,研究了光折变晶体的几何结构对自泵浦相位共轭特性的影响,得到在入射角不变的情况下,随着入射位置的变化相位共轭光输出有最大值,几何结构不同最大值输出对应的位置不同.并从理论上分析了晶体结构在双作用区自泵浦相位共轭机制中的作用,指出几何结构、入射位置与自泵浦光通道、耦合系数的关系及在自泵浦相位共轭效应中存在一个最佳入射光工作位置.     

（BaSr）TiO3晶体光诱导自泵浦位相共轭的实验研究

对（ＢａＳｒ）ＴｉＯ３晶体中光诱导自泵浦位相共轭现象进行了实验研究。发现诱导自泵浦的输出特性取决于诱导光束强度和信号光的入射条件，并在一定条件下呈现双稳性．作者认为，这是由于诱导光束改变晶体中信号光束Ｆａｎｎｉｎｇ散射强度分布的结果。     

KNSBN晶体猫式互抽运相位共轭光特性

在KNSBN∶Ce晶体中,利用二波耦合作用,在单一光束无法获得相位共轭光的条件下,实现了“猫”式互抽运相位共轭光输出,获得较高的共轭光反射率.实验结果表明,晶体的二波耦合作用可以使晶体的自抽运相位共轭光的阈值光强降低、入射光的入射角范围增大、响应时间缩短 关键词： 钾钠铌酸锶钡晶体 互抽运相位共轭 二波耦合 自抽运相位共轭 响应时间     

LiNbO3晶体界面非线性表面波的研究

理论和实验研究了扩散和光伏机理下LiNbO₃晶体界面非线性表面波的传播. 改变传播常数可以得到不同振荡周期的表面波模, 光波的能量随传播常数的递增而单调地递增.本文的实验结果与理论分析能很好地符合. 实验结果还表明, 增加入射光功率可缩短表面波的产生, 增大入射光束与晶体正c轴的夹角(小于90°)可提高表面波的激发效率.     

KNSBN晶体猫式互抽动相位共轭光特性

在KNSBN：Ce晶体中，利用二波耦合作用，在单一光束无法获得相位共轭光的条件下，实现了“猫”式互抽运相位共轭光输出，获得较高的共轭光发射率，实验结果表明，晶体的二波耦合作用可以使晶体的自抽运相位共轭光的阈值光强降低。入射光的入射角范围增大，响应时间缩短。     

光伏暗孤子和灰孤子的自偏转

分别用数值法和微扰法研究了考虑背景光时光伏暗空间孤子的自偏转特性.与亮孤子不同，暗孤子光束中心的运动轨迹不为抛物线.在归一化的直角坐标系(ξ,ζ)中，暗孤子朝ξ>0的方向偏转；同时，暗孤子光束中心光强发生改变.通过调节晶体对信号光和背景光的有效光伏系数之比r或信号光光强可以控制它的自偏转.还用数值方法研究了灰空间孤子的自偏转特性，发现灰孤子光束自偏转特性依赖于横向初速度v.当v>0时，灰孤子光束朝ξ>0的方向 关键词： 光伏空间暗孤子 光伏空间灰孤子 扩散效应 自偏转     

高阶耦合光伏空间孤子

采用数值模拟方法研究光折变晶体中的高阶耦合光伏空间孤子.该孤子可用包含两种频率的四束平行光入射到折射率改变为正的光折变晶体中形成.数值研究还发现，当入射光束为双曲正割光束时，在一定条件下可以模拟高阶耦合光伏空间孤子，而且，这种高阶耦合光伏空间孤子显示出光控光的特性.入射光束显著偏离左右对称会影响高阶耦合光伏空间孤子的实现. 关键词： 耦合光伏空间孤子 光控光     

反射式液晶空间光调制器电控光束偏转

为获得较大的光束电控偏转范围,使用空间分辨力高达8 m的反射式液晶空间光调制器实现了对入射632 nm激光的电控偏转。利用双光束共焦干涉方法测量了液晶空间光调制器的电控相位延迟特性,最大相移量可达3。根据二元光学理论和器件的电控相位延迟特性,设计了周期台阶相位模式和相应的加载灰度图,以最大衍射效率实现对入射光束的闪耀电控偏转。结果表明:相位模式台阶数为8时,可以实现10 mrad的光束偏转,闪耀级次衍射效率可达46%。利用二元光学的衍射模型对影响衍射效率的关键因素进行了分析,认为器件较低的填充因子和周期台阶模式相位重置点诱导的指向矢回程区是限制光束衍射效率的主要因素。     

基于瞬态光栅频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的研究

超宽光谱的飞秒脉冲测量一直是超快激光领域的重要研究方向之一.常规的飞秒脉冲自相关方法是通过测量自相关倍频信号来获得,而倍频信号具有波长选择性,不同中心波长的飞秒脉冲测量需要更换不同的倍频晶体,十分不方便.因此,提出了一种改进型的瞬态光栅频率分辨光学开关(TG-FROG)方法用于测量飞秒脉冲.该方法结合四波混频和频率分辨光学开关方法,其基本过程是将待测脉冲分为三束,其中两束脉冲经过精密的延时控制并聚焦在光学介质上达到时空重合,利用三阶非线性效应产生稳定的瞬态光栅作为开关光;另一束脉冲作为探测光与产生的瞬态光栅进行相互作用产生一个信号光,使用光谱仪对该信号光的光谱与延迟时间进行测量,并通过反演迭代算法处理而获取待测飞秒脉冲的光谱与电场信息.该方法只需要待测光的功率密度达到三阶非线性效应就可以实现测量,因此可以应用于任意中心波长的飞秒脉冲测量.利用该方法对中心波长分别为800 nm, 400 nm的飞秒脉冲,以及超连续亚10 fs的周期量级超宽光谱飞秒脉冲进行了测量,并与常规的干涉自相关仪器测量结果进行了比较,所得测量结果基本一致.实验结果表明,建立的基于TG-FROG方法对不同中心波长,不同脉冲宽度的飞秒脉冲测量是十分有效的.     

激光光场的大行程相位锁定及控制系统

提出了一种实现大行程飞秒激光脉冲对相位控制的方法。其设计思想是:在迈克耳孙干涉仪中,利用改变激光偏振态的方法改变输出两光束的光程差因子。在对He-Ne激光输出的两束光实现相位锁定的基础上,进而提出了一种可对于超短激光双脉冲相对相位差实现超大行程控制的方法。对He-Ne激光的动态相位锁定、以及飞秒激光脉冲对的相对相位差控制分别作了实验验证。对He-Ne激光的静态相位锁定结果表明干涉仪两臂光程差可以控制在纳米精度;而飞秒激光脉冲测量自相关曲线与理论拟合结果非常接近,经傅里叶变换可得到较好的单峰谱图。该系统能够在实验范围中几乎无行程限制地实现飞秒激光脉冲对的相对相位动态稳定控制。     

利用棱镜减小自衍射信号光角色散的研究

自衍射效应在飞秒激光领域有非常重要的应用,如提高飞秒脉冲的时域对比度、作为自参考光谱干涉脉冲测量法的参考光、作为频率分辨光学开关法的信号光等.然而,具有较宽光谱带宽的飞秒激光在自衍射效应过程中产生的信号光存在明显的角色散,这给自衍射效应的应用带来不利影响.本文研究发现通过在自衍射效应的一个光路中加入等腰直角棱镜,当到棱镜的入射角为23fi时可以明显地减小飞秒激光脉冲自衍射信号的角色散.这就为以后将自衍射效应更好的应用到飞秒激光脉冲的研究提供了有用的参考.     

用非共线二次谐波法实现对锁模激光器超短脉冲宽度的测定

用非共线自相关SHG方法测量了Nd:YAG被动锁模激光器的脉冲宽度。非线性晶体ADP的取向是使仅在两束光都存在时才有位相匹配的SHG。两束寻常光之间的夹角在晶体中是20°50′。SHG出现在它们的角分线方向上;倍频输出是非寻常光。所测得的自相关函数的宽度对应着Nd:YAG被动锁模激光器的脉冲宽度为24ps。 关键词：     

Femtosecond laser-induced blazed periodic grooves on metals

In this Letter, we generate laser-induced periodic surface structures (LIPSSs) on platinum following femtosecond laser pulse irradiation. For the first time to our knowledge, we study the morphological profile of LIPSSs over a broad incident angular range, and find that the morphological profile of LIPSSs depends significantly on the incident angle of the laser beam. We show that LIPSS grooves become more asymmetric at a larger incident angle, and the morphological profile of LIPSSs formed at an incident angle over 55° eventually resembles that of a blazed grating. Our study suggests that the formation of the blazed groove structures is attributed to the selective ablation of grooves through the asymmetric periodic surface heating following femtosecond pulse irradiation. The blazed grooves are useful for controlling the diffraction efficiency of LIPSSs.     

One-off writing of multimicrogratings on glass by two interfered femtosecond laser pulses

Multimicrogratings are one-off written on silicate glass by two interfered femtosecond pulsed laser beams with the aid of a mask. The period and depth of the multimicrogratings are revealed by optical microscopy and atomic force microscopy. The depth is dependent on both the colliding angle between the two interfered laser beams and the laser pulse energy, but the period relies on the colliding angle only. We also observe a series of grooves formed at the middle of each bulge of the multimicrogratings and attribute it to the higher-order modulation arising from second-harmonic generation of the femtosecond laser pulse during the one-off writing processes.     

Wavelength femtosecond light pulse generated from filamentation-assisted fourth-order nonlinear process in potassium titanyl phosphate crystal

A femtosecond light pulse at 480 nm in wavelength was generated during filamentation of an intense 808 nm femtosecond laser pulse propagating along the x axis and polarized between the y and z axes of a KTP crystal. It was proven that the parametric amplification process by a fourth-order nonlinear polarization (chi(4)(omega(2),omega,omega,omega,-omega(1)) induces frequency generation at 480 nm, where the pump light comes from the incident laser and the seed light comes from the generated supercontinuum by filamentation. The wavelength of the generated signal could be turned from 460 to 520 nm by adjusting the propagation direction in the crystal.     

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.     

超短脉冲激光光束被局域体全息光栅衍射的性质分析

利用二维耦合波理论,分析了超短脉冲激光光束被完全重叠型的局域体全息光栅衍射的时空变化性质,给出了衍射和透射脉冲激光光束沿光栅出射边界的强度时空分布。以LiNbO3晶体为例,数值研究了衍射光脉冲强度沿光栅出射边界的分布和脉冲波形的变化及光栅的总衍射效率受光栅二维尺寸、入射角度、光栅折射率调制度及入射脉冲的脉冲时域半峰全宽等条件的影响而变化的情况。与一维体全息光栅对超短脉冲激光光束衍射的性质,及此光栅对连续光衍射的性质作比较,给出了合理选择光栅参量及入射条件以在光栅出射边界上得到总衍射效率较大且分布较均匀的衍射光脉冲的方法。     

飞秒紫外激光脉冲振荡的实验研究

本文讨论了采用空间光脉冲光谱的啁啾特性和选择聚焦透镜焦距相结合的技术大大提高二次谐波转换效率和产生紫外飞秒光脉冲的实验研究.采用一类相位匹配的BBO晶体,当飞秒钛宝石光脉冲平均功率为560mW时,二次谐波输出功率为352mW,二次谐波转换效率高达63%;采用一类相位匹配的LBO晶体时,获得高光束质量的倍频蓝光输出,输出平均功率为170mW,转换效率大于30%.运用LBO倍频产生的蓝光脉冲和剩余的基频光脉冲进行了三次谐波的振荡研究.三倍频晶体采用BBO,通过优化设计倍频光与基频光之间的空间模匹配及精确时间延迟,得到飞秒紫外光输出,输出功率为2mW,中心波长约为280nm,重复率为100MHz.