纳米尺度控制激光脉冲

正巴塞罗纳光子科学研究所(ICFO)的科学家们已演示了飞秒级和纳米级精度的激光脉冲控制。NicolòAccanto及其同事将宽带脉冲整形与显微镜内单个纳米粒子的二次谐波检测相结合,以控制亚衍射区内的超短光脉冲。这种通用方法可以弥补由激光脉冲在原位遭遇的相位失真,并评估纳米尺度傅里叶极限脉冲。此方案的精准性有助于研究单个分子、量子点、等离子体纳米结构和钻石色心等各种纳米级物体的超快动力学。这种方法还可能用于获得纳米     

局域表面等离激元诱导的三次谐波增强效应

本文研究了二维金三角形纳米颗粒阵列的三次谐波非线性光学效应. 金三 角纳米颗粒阵列是基于微球刻印技术制成. 采用反射式光学系统, 观察到该纳米结构在光谱分辨的飞秒激光照射下产生明显的三次谐波. 研究表明, 当激光抽运频率接近金纳米颗粒的局域表面等离激元共振位置时, 三次谐波信号得到增强; 三次谐波辐射方向满足动量匹配条件. 关键词： 微球刻印 三次谐波产生 表面等离激元     

用蓝色光二极管测量掺钛蓝宝石飞秒激光脉冲宽度

用蓝色光二极管双光子跃迁光电流信号测量掺钛蓝玉石飞秒激光脉冲宽度，实验高精度地记录了二阶干涉自相关曲线及其精细结构，由于用蓝色二极管双光子跃迁代替了常用的二次谐波，而且光信号直接转化为电信号，从而使飞秒激光脉冲宽度的测量大为简化。     

飞秒激光脉冲的谐波频率分辨光学开关法测量研究

建立了一台谐波频率分辨光学开关法(FROG)飞秒脉冲测量装置，利用该装置进行了掺钛蓝宝石飞秒激光脉冲的测量研究.在二次谐波自相关测得的时域和频域信号基础上，结合对信号光强度分布的计算机迭代处理，得到了有关飞秒激光电场、光谱及其相位的信息，所得脉宽与干涉测量的结果基本一致. 关键词： 频率分辨光学开关法(FROG) 迭代计算 飞秒激光 自相关     

不同烧蚀条件下飞秒激光脉冲诱导ZnO纳米结构研究

烧蚀条件对飞秒激光脉冲诱导氧化锌纳米结构有重要影响.研究了800 nm,150 fs,250 kHz的飞秒激光脉冲分别在空气中,去离子水中以及无水乙醇中垂直聚焦于氧化锌晶体表面,诱导形成不同形态的纳米结构.实验结果表明,在空气中利用飞秒激光脉冲辐照样品表面,形成了周期为180 nm的纳米线;在去离子水中辐照诱导形成了由氧化锌纳米线聚集而成的"纳米球";在无水乙醇中形成出现分叉结构的纳米线.拉曼光谱分析辐照前后晶体晶相结果表明,形成的纳米结构相对于辐照前特征峰437 cm-1强度有所下降,在570 cm-1处的峰值则显著增强.分析了在各种烧蚀条件下诱导形成纳米结构的演化过程以及物理机理.     

飞秒激光成丝过程中由等离子体光栅引起的超连续谱增强与转移

在飞秒宽带激光脉冲成丝过程中, 由于双光束干涉效应而形成的空间等离子体光栅, 研究了空气中飞秒宽带激光脉冲成丝所产生的超连续谱增强效应, 并进一步观测到泵浦光脉冲成丝产生的超连续谱能量向较弱的未成丝的探测光脉冲转移, 有效拓展探测光脉冲带宽的新现象. 通过基于布拉格衍射特性的理论计算较好地解释了实验结果.     

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.     

飞秒BBO光参量放大中闲频光二次谐波的产生

由于相位匹配条件和非线性晶体透光范围的限制，400nm蓝光抽运的飞秒β-BaB₂O₄（BBO）光参量放大（OPA）输出的参量光调谐范围有限，很难得到波长小于460nm的蓝光和近紫外光.实验采用1kHz钛宝石九通啁啾脉冲放大器的倍频蓝光作抽运光，超连续白光 作种子光，在Ⅰ类非共线相位匹配条件下，利用宽带的飞秒BBO OPA，在一定的实验参数下 获得了530—810nm放大的信号光，以及810nm—17μm波段范围的闲频光.与此同时 ，还获得了410—700nm连续可调的闲频光的二次谐波，其与闲频光层叠分布，单脉冲能量 为26μJ，转换效率大于5%.仅利用单块晶体的飞秒BBO OPA就可以获得410—810nm连 续可调的飞秒脉冲输出，从而为更多研究和应用的需要提供了重要的光源.对飞秒光参量放 大中闲频光二次谐波产生的条件也进行了理论分析. 关键词： 二次谐波 闲频光 非共线相位匹配 飞秒光参量放大     

双光束相干控制产生多次谐波的实验验证

利用两束相干度可改变的飞秒脉冲光对产生的五次谐波的强度特性进行了研究，发现谐波信号的强度随相干程度的增大而增加，谐波信号的最大值相对于相干零点(双光束相干度最大处)是非对称的，从而证明了合成的激光脉冲波形变化对谐波信号的影响.同时对谐波的受激放大理论进行了初步的实验探索和展望. 关键词： 五次谐波 波形变化 相干 受激放大     

与794nm飞秒激光精确同步的无直流背底的1064nm脉冲光的产生

基于非共线光参量放大(NOPA)，以宽带794nm飞秒激光的倍频光为抽运光，以连续的He-Ne激光为信号光，产生了与宽带794nm飞秒激光精确同步的无直流背底的1064nm的脉冲光.实验结果显示该1064nm的光脉冲可作为光参量啁啾脉冲放大系统的抽运激光链的种子光，从而实现用全光学方法实现OPCPA系统抽运光和信号光的精确同步.还将非共线光参量放大器置于经特殊设计的He-Ne激光腔内，也同样成功得到了无直流背底的1064nm的光脉冲.经一次光参量放大后所得到的1064nm光的光谱和空间啁啾特性与非共线光参量放大器置于He-Ne激光腔外时得到的1064nm的光脉冲相同，而其单脉冲能量约为腔外NOPA的10倍. 关键词： 非线性光参量放大 光参量啁啾脉冲放大 时间同步     

Theory of enhanced second-harmonic generation in some artificial materials

We review the recent theoretical investigation on enhanced second-harmonic generation (SHG) in soft nonlinear optical materials based on ferrofluids, graded metallic films, and graded metal-dielectric films of anisotropic particles. The SHG of soft ferrofluid-based nonlinear optical materials possess magnetic-field controllabilities, i.e., magnetic-field-controllable anisotropy, red-shift and enhancement, which are caused to appear by the shift of a resonant plasmon frequency due to the formation of the chains of the coated nanoparticles. Both graded metallic films and graded metal-dielectric films of anisotropic particles can serve as a novel optical material for producing a broad structure in both the linear and SHG response and an enhancement in the SHG signal, due to the local field effects.      

Experimental study of actively mode-locked semiconductor laser with grating external cavity

In this paper,complete mode-locking optical pulses have been obtained froman actively mode-locked GaAs/GaAlAs semiconductor laser with grating external cavity.Theshortest optical pulse is 7.3 ps measured by second harmonic generation(SHG)autocorrelator.The repetition rate is 995.12 MHz and the central wavelength is 798.4 nm.The effect ofmodulation frequency,modulation current,and bias current on the optical pulses width areinvestigated.     

用光电导开关产生稳幅ps量级时间晃动超快电脉冲的研究

报道了用半绝缘GaAs光电导开关产生电压幅值稳定、ps量级时间晃动超快电脉冲的实验结果.分别用ns，ps和 fs激光脉冲触发GaAs光电导开关的结果表明，在低电场偏置下，电极间隙为1 mm的GaAs光电导开关可以产生触发时间晃动小于10 ps、电压幅值变化小于1.2 %、亚ns量级脉冲宽度的稳定超短电脉冲.分析了触发光脉冲能量起伏对光电导开关产生超快电脉冲电压幅值的影响，指出通过控制光电导开关的触发条件和对开关的优化设计，就可以获得电压幅值稳定、时间晃动在ps量级的超快电脉冲. 关键词： 光电导开关 超快电脉冲 电压幅值稳定性 时间晃动     

Semiconductor nanostructures modified by the UV laser radiation

The shortening of the absorption recovery time by a factor of more than 50 is observed for the semiconductor nanostructure consisting of ten GaAs/In _x Ga_1-x As/GaAs quantum wells irradiated with the nanosecond pulses of the XeCl laser.A possible reason for such a significant variation in the optical properties lies in the generation of point defects,which are responsible for recombination of charge carriers.The result can be employed in the UV photomodification of optical properties of semiconductor nanostructures.     

Second-harmonic generation in graded metallic films

We study the effective second-harmonic generation (SHG) susceptibility in graded metallic films by invoking the local field effects exactly and further numerically demonstrate that graded metallic films can serve as a novel optical material for producing a broad structure in both the linear and the SHG response and an enhancement in the SHG signal.     

光电导开关工作模式的蒙特卡罗模拟

利用二维ensemble-Monte Carlo方法模拟了直流偏置的半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关在飞秒激光脉冲触发下的两种工作模式.结果表明：当偏置电场低于耿氏电场(GaAs为4.2kV/cm)时，开关输出电脉冲呈线性模式；偏置电场超过耿氏电场但触发光脉冲能量低于光能阈值，光电导开关仍然表现出线性工作模式；当偏置电场和触发光脉冲能量都超过非线性模式(“lock-on”模式)所需阈值，开关呈现非线性模式；在光子能量较高的激光脉冲触发下，开关非线性模式所需光能阈值降低.非线性工作模式源于光生载流子发生谷间散射，并在开关体内局部区域形成高场区，电场变化大，弛豫时间长，电脉冲呈现非线性.     

用光激开关产生高功率亚纳秒电脉冲的研究

 报道了用全固态绝缘结构研制的横向型半绝缘GaAs光电导开关产生高功率亚纳秒电脉冲的性能和测试结果。8mm电极间隙的开关暗态绝缘强度达30kV。分别用ns, ps和fs激光脉冲触发开关的测试表明,开关输出电磁脉冲无晃动。3mm电极间隙开关的最短电流脉冲上升时间小于200ps,脉宽达亚ns;在偏置电压2000伏,光脉冲宽度8ns、能量1.2mJ的触发条件下,峰值电流达560A。用重复频率为76MHz和10⁸Hz的光脉冲序列触发开关也获得清晰的电流脉冲序列。     

Formation of defects in a GaAs crystal under the action of picosecond laser radiation near the optical damage threshold

The nonlinear optical properties of a GaAs crystal are investigated by the z-scan method. An increase (by a factor of more than 10) in the concentration of defects was observed in the GaAs crystal subjected to long-term pulsed laser irradiation (more than 10⁴ pulses, τ = 35 ps, λ = 1.064 μm) near the optical damage threshold.     

Laser ablation of gallium arsenide in different solutions

The optical, structural, and nonlinear optical characteristics of GaAs nanoparticles obtained by laser ablation in different liquids were investigated. Thermally induced self-defocusing in GaAs solutions was observed using both a high pulse repetition rate and nanosecond pulses. In studying the nonlinear optical characteristics of GaAs solutions using picosecond and femtosecond pulses, two-photon absorption was observed. The nonlinear absorption coefficient of an aqueous GaAs solution measured by the Z-scan technique and the nonlinear susceptibility of GaAs nanoparticles were, respectively, 0.7 × 10^?9 cm W^?1 and 2 × 10^?9 esu at a wavelength of 795 nm.     

Enhanced optical limiting properties in suspensions of CdO nanowires

Optical limiting (OL) properties of CdO nanowires in water and ethanol were investigated by using nanosecond laser pulses at 532 nm. Experimental results show that suspension of CdO nanowires in ethanol exhibits better OL property than solution of C₆₀ in toluene and suspension of CdO nanowires in water. The dominant mechanism for the observed enhanced optical limiting in ethanol suspensions of CdO nanowires is due to nonlinear scattering.