激光的发明和发展

激光（LASER）是受激而发射的光，是“光受激辐射放大”的简称，它的含义是通过辐射的受激发射而实现光的放大（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）．产生激光的器件叫做激光器,激光是一种强烈的、集中的、高度平行的相干光束．激光（1960年由美国人Maiman发明）、晶体管（1948年由Bardeen和Brattain发明）与原子能反应堆（1942年由意大利人Fermi发明）被人们视为20世纪最重要的三大技术发明，对现代科学技术的发展产生了深远影响.     

激光在农业中的应用

激光是一种新型光源,激光是受激辐射光放大产生的一种单色性、方向性和相干性都很好的强光光束。激光器是20世纪的重大发明之一,是人造光源的一次革命。自1960年美国的梅曼发明了第一台红宝石激光器以来,在激光产生短短的几十年时间里,无论是在激光理论还是在激光技术、激光的应用等方面都取得了突飞猛进的发展。激光已经在工业、国防、医学等领域获得愈来愈多的应用。近10年来,激光在农业中的应用也取得了可喜的成果。     

1958年12月：激光的发明

有时一个科学的突破会在日常生活中产生革命性的影响,激光的发明就是一个例子。激光是指经由受激辐射所产生的光波放大,刚发明时,没有人料到它是一个如此有用（也很赚钱）的装置,但结果它开启了一个新的科学领域,并造就了现在数百亿美元的产业。     

双光子共振激发钠原子六波混频过程

双光子激发钠原子所产生的级联受激辐射光子与入射激光双光子可产生光波混频。实验共观测到十一条六波混频与十条四波混频谱线。理论分析表明脉冲激光泵浦下的光波混频过程仍可用稳态近似计算混频光强。非线性极化系数X不仅与基态布居数也与激发态布居数有关。X的共振增强效应对获得强混频输出有重要作用。     

"半导体激光材料及器件"专题导读

自1960年梅曼发明人类历史上第一台激光器以来,激光技术在经济、科技、军事等领域发挥着越来越重要的作用.半导体激光科学与技术以半导体激光器件为核心,涵盖研究光的受激辐射放大的规律、产生方法、器件技术、调控手段和应用技术,历经六十余年发展,不仅在基础科学领域不断研究深化,科学技术水平不断提升,而且在应用领域上不断拓展和创...     

激光的原理和应用

激光的英文名称是Laser,是“Light Amplificaion by Stimulated Emission of Radiation”的缩写。顾名思义,它表示一种受激辐射光放大发射器,也表示受激辐射光放大发射光,简称受激光发射器或受激发射光或光激射器。Laser有时表示激光,有时表示激光器,音译为莱塞或镭射。 一、自然光的产生 普通光源的发光是由于原子能级的跃迁而产生的自发辐射,其辐射光频率(或波长)与跃迁能级之间的关系可以用下式表达。 v=E_2-E_1/h式中E_2为上能级能量,E_1为下能级能量,v为辐射光频率,h为普朗克常数。 这些发光原子是大量独立振子,振子的自发辐射光波不是单色的,不同振子发出的光波的相位也是随机变化的,所以自然光不是单频相干光。 假设在t时刻上能级的粒子数为N_2,由于自发辐射,这些粒子的衰减速率为     

光子晶体在半导体激光器中的应用

激光的发明,将人类带入光通信、光存储、光显示的高科技文明中,随着高科技的不断发展、进步和应用范围的不断扩大,对激光的要求更高,例如低阈值、高效率、高亮度、高速、小体积、好的模式特性等,这些要求在现有的传统激光器理论及技术中是难以达到的。但是当人们将光子晶体的理论与现有激光物理和技术相结合时,则有望突破传统激光器的性能瓶颈。例如,提高自发辐射速率,同时获得更高的自发辐射向受激辐射的耦合效率,实现激光器的无阈值工作;利用光子晶体对光子态的调制作用,可以获得比传统激光器大几个数量级的光学腔品质因子,大幅度提高激     

亚10 fs激光脉冲产生中的受激拉曼散射与四波混频效应

自行搭建的自锁模钛宝石激光器工作在下稳区的上边界附近,采用熔融石英棱镜对在激光器谐振腔的腔内和腔外同时进行群速度色散补偿.随着腔内棱镜对提供色散补偿的变化,输出激光脉冲的频谱会突然展宽至664—840nm,其空间模式也由基横模变化至衍射环状结构,这是受激拉曼散射和四波混频效应导致锁模激光脉冲频谱进一步展宽的结果.在此状态下自锁模钛宝石激光器可实现670—865nm范围的波长调谐.如此宽的频谱为钛宝石激光器产生亚10fs激光脉冲提供了必要的条件. 关键词： 飞秒激光脉冲 受激拉曼散射 四波混频 群速度色散     

罗丹明B荧光增强苯受激拉曼散射研究

将液芯光纤技术与荧光增强受激拉曼散射技术相结合,能够大大增强受激拉曼散射光谱强度,降低受激拉曼散射阈值。通过对罗丹明B苯溶液在液芯光纤中的受激拉曼散射进行研究,结果表明:荧光染料Rhodamine B可以降低苯溶液的各阶受激拉曼散射阈值近一个数量级;在一定浓度范围内(10-6mol/L~10-8mol/L)各阶Stokes阈值随浓度降低而降低,并在理论上给出了解释。并且理论推导了在荧光种子作用下的四阶耦合波方程。液芯光纤中的受激拉曼光谱技术在对实现宽带受激辐射激光器、种子激光,以及生物大分子结构研究、生物分子的非生物过程研究等领域等有光明应用前景。     

国内外激光工程的发展动态

引言到1980年7月8日止,激光发展已整整20年了。从1916年爱因斯坦的受激辐射理论作为激光的基础理论研究算起,激光大致上经历了三个阶段: 1.1960年前,基础研究阶段; 2.1960年～1970年,广泛探索激光体系以及激光与物质相互作用的研究,可称之为应用基础研究和应用研究阶段; 3.1970年～1980年,激光的应用、推广试制和生产的规模,逐渐超过基础和应用基础研究的规模,是重大应用及相应理论和技术发展阶段,也是激光器从实验室走向工程规模的阶段。     

由混合激发钠分子—原子系统产生的强度振荡变化的红外受激喇曼散射

本文报道以等频二步激发钠分子-原子系统,观测到强度随泵浦光的调谐而呈振荡变化的3P—4P受激喇曼散射,以及对应4D—4P和4F—3D跃迁的红外受激辐射和由四波混频产生的816.8～822.1nm区内可调谐相干辐射。文中对这些过程进行了分析讨论。     

SBS相位共轭补偿现象的实验研究与图示化分析

通过实验观察了受激布里渊散射相位共轭波前补偿现象,分析了单横模激光、波前弱畸变及强畸变激光受激布里渊散射现象的差异.由于工作介质中强烈的热畸变所引起的波前破碎效应,高功率固体激光器的输出光束一般都不是理想的高斯型单横模,而是具有弱畸变或强畸变波前结构的光束,其包含多个子光束.只有总能量足够大的激光束被聚焦到布里渊介质中时,其包含的所有子光束才能各自按单横模受激布里渊散射规律产生后向散射光,再合并而实现完全的相位共轭波前反转,否则就只能实现部分相位共轭波前反转,即部分相位共轭补偿.     

回忆30年前一篇新型谐振腔论文

1960年世界上第一台红宝石激光器诞生,我国的科学工作者在1961年9月研制成我国第一台红宝石激光器.与国外用螺旋型闪光灯作为抽运源不同,这台激光器采用直管氙灯球型反光器的独特设计,体现了我国科学工作者的创新精神.激光的基本结构由三部分组成:1)工作物质.能产生受激辐射放大的工作物质是激光器的核心部件,它可以是固体、气...     

脉冲泵浦掺镱双包层光纤激光器的动力学研究

对脉冲泵浦的掺镱双包层光纤激光器进行了实验研究.采用重复频率1-10 kHz、脉宽100 μs的976 nmLDs泵浦,实现了脉宽小于10 ns的稳定激光脉冲输出.并对该激光器的动力学过程进行了分析,首次提出了在脉冲泵浦光纤激光器中产生ns脉冲是瑞利散射和受激布里渊散射共同作用的结果.     

NO2分子内能传递和弛豫过程的光声和荧光光谱探测

将荧光光谱和光声光谱两种互补的探测技术结合起来,从辐射和无辐射跃迁两个方面,分析了 532nm激光作用下,NO2分子的激发和弛豫过程.发现NO2分子在激光作用下,将跃迁至第一激发电子态.当样品气压较低时,受激NO2分子除辐射荧光外,可通过快速的内能转移过程实现在几个振转能级的再布居;随样品气压的升高,分子间碰撞加剧,受激NO2分子通过分子间的碰撞,实现在多个振转能级的再布居.激光布居能级的荧光辐射效率随样品气压的升高逐渐降低,而长波区域的荧光辐射及光声信号强度逐渐增强,说明在高样品气压条件下,受激NO2分子的弛豫过程除辐射荧光外,还存在很强的碰撞弛豫过程,在碰撞弛豫过程中受激NO2分子将振动能转化为热运动的平动能,引起温度升高而产生很强的声信号.     

光子晶体在半导体激光器中的应用

激光的发明，将人类带入光通信、光存储、光显示的高科技文明中，随着高科技的不断发展、进步和应用范围的不断扩大，对激光的要求更高，例如低阈值、高效率、高亮度、高速、小体积、好的模式特性等，这些要求在现有的传统激光器理论及技术中是难以达到的。但是当人们将光子晶体的理论与现有激光物理和技术相结合时，则有望突破传统激光器的性能瓶颈。例如，提高自发辐射速率，同时获得更高的自发辐射向受激辐射的耦合效率，实现激光器的无阈值工作；利用光子晶体对光子态的调制作用，可以获得比传统激光器大几个数量级的光学腔品质因子，大幅度提高激光的亮度、单色性；结合光子晶体微腔及其显著增加的光学腔品质因子，可以提高激光器的调制速率等，因此，人们预期光子晶体科学与技术将成为未来光电子领域发展的核心之一。文章介绍了光子晶体在半导体激光器中的应用，指出光子晶体科学技术引入发展了几十年的半导体激光器中，使半导体激光器展现出更加优异的性能。最后文章作者展望了光子晶体激光器的未来发展和应用的方向。     

基于受激辐射信号的谱域光学相干层析分子成像方法

鉴于不同生理病理状态下组织复折射率实部的变化不大,传统光学相干层析(OCT)成像技术在分子特异性识别上存在先天不足.为此,本文提出了基于受激辐射信号的OCT成像方法,可在实现传统散射成像的同时,实现基于受激辐射信号的分子成像.在超高分辨率谱域OCT系统的基础上,通过增设光谱分光与调制抽运光支路,建立了基于单宽谱光源的抽运探测谱域OCT系统,详细推导了调制抽运下受激辐射信号的获取与成像公式.利用搭建的抽运探测谱域OCT系统,实现了瞬态受激辐射信号的相干探测.基于同时获取的受激辐射OCT信号和传统OCT信号,成功重构了氮化物粉末构建样品的基于受激辐射信号的分子对比OCT图像.     

由双光子共振激发钾蒸气产生红外受激辐射以及紫外和可见相干辐射

当双光子共振激发钾原子到7S能级时,测得了一系列位于红外区的光泵受激辐射和串级受激辐射.由光泵受激辐射与泵浦光的双光子共振四波混频过程,产生了对应于6P-4S和5P-4S的强相干辐射.而这两个相干辐射又具有泵浦光的作用,通过接联的四波混频过程产生位于紫外和可见区的许多相干辐射.文中对测到的红外受激辐射以及紫外和可见相干辐射的产生过程进行了讨论.     

光泵重水气体产生THz激光的半经典理论分析

从半经典密度矩阵理论出发，采用三能级系统模型对光泵重水气体产生太赫兹激光进行了理论分析，求解得到了脉冲光泵重水气体分子产生太赫兹激光过程中激光信号增益系数G_s和抽运光信号被吸收系数G_p的表达式，通过迭代法对太赫兹激光信号的输出光强进行了数值计算，理论计算得到的频谱特性曲线完全符合受激Raman辐射的频谱特性，即频谱宽度较大、输出光强随抽运失谐量的改变而变化明显等特征.在脉冲激光抽运受激Raman辐射过程中，工作介质D₂O气体分子的偶极矩由于受到抽运脉冲光场的扰动发生变化，在频谱特性曲线中表现为受激辐射THz信号的谱线发生了分裂.理论计算结果与已报道的实验结果能较好地相符.     

半导体光放大光纤环形激光器的偏振混沌与相干性

研究了基于半导体光放大器(SOA)的光纤环形激光器的偏振混沌光的特性及其相干性。实验采集激光器的输出功率和偏振度,得到了基于半导体光放大器的光纤环形激光器的输出从自发辐射到受激辐射、再到偏振态混沌激光辐射的演化过程。利用马赫-曾德尔(M-Z)干涉仪验证了混沌激光的相干性,并发现混沌干涉只有零级。测量不同光程差时干涉仪的输出功率,计算相应的干涉条纹可见度,进一步算得混沌激光的相干时间约为40 ps。这一结果与根据光谱计算的该混沌激光的相干时间43 ps基本一致。实验还测得该混沌激光的相干性与半导体光放大器的电流无关。并指出了混沌激光相干应用于低相干光源探测领域的灵敏度和分辨力优势。