光泵远红外分子激光的多光子过程

本文在过去工作的基础上,研究六能级系统在10MW/cm~2功率泵浦下CH_3F分子气体的多光子过程.文中提出了多光子共振图,从而可预示系统中各类多光子过程以及在x-y平面远红外频率随光泵频率变化的轨迹轮廓.理论计算揭示了三光子共振过程对系统增益的贡献,表明在一般情况下,三光子过程具有很小的增益值,而在某些特定频率下,却具有可观的增益,但调谐范围很窄.此外,还讨论了多光子过程之问的相互作用,这些作用除将影响远红外激光的调谐特性外,还存在互相抑制和互相增强的效应.     

连续光泵119μm远红外波导激光器

为了等离子体诊断的目的,我们研制了一台连续光泵远红外波导激光器.泵源为选频可调谐的CO2激光器,远红外激光器是介质波导型,充甲醇(CH3OH).选用CO2激光器的9P(36)支线抽运CH3OH,获得了119μm远红外激光输出.当抽运功率为6W时,输出功率为5mW,与理论估计相近.我们还测量了CH3OH对 CO2μm P支激光的光声谱,并利用光声效应来指示抽运光频率与CH3OH吸收峰之间是否处于最佳匹配.我们的连续光泵远红外波导激光器的原理图如图1所示.选频连续波CO2激光束经反射镜M1和焦距为25cm的凹面镜聚焦后,通过2Hz斩波器,光声吸收池和耦合孔φ1进入…     

光泵分子气体远红外光谱的AC Stark效应

本文应用图论法研究光泵激光气体分子的波谱特性。假定了:1.分子与外来信号场相互作用输运过程中只涉及到六个能级;2.泵场强远大于探测场强。在这些假定下求解密度矩阵方程,获得一套反映受激分子波谱特性的解析表达式。应用这些表达式,可求得不同频率的泵场作用下分子气体的远红外波谱特性。本文特别叙述分子振动基态远红外光谱的AC aStark效应。结果表明:在谐振点AC aStark分裂的值与C.H.Townes所得结果基本相同,在受激发射和吸收共存的情况下,特性曲线的总趋向与他的结果基本一致。调谐曲线有些部份反映发射特性,有些部份反映吸收特性,在发射和吸收的过渡部份,吸收和发射都很小,而且具有特殊的过渡特性。     

光泵NH3分子远红外激光研究

运用量子系统的密度矩阵理论，采用迭代法计算了光泵ＮＨ３分子远红外超辐射和腔式激光的频谱特性和相应的最佳工作气压。理论计算表明相对于超辐射方式，光泵腔式ＮＨ３分子远红外激光具有宽带辐射以及纵向调谐特性，且总的输出光强在一定条件下得到提高，最佳工作气压也较低。在实验上对ＴＥＡＣＯ２－１０Ｒ（８）和９Ｒ（１６）泵浦的Ｎ 红外超辐射和腔式激光器产生的远红外辐射进行了测量。结果表明理论计算与实验结果相符。     

瓦级319 nm单频连续紫外激光的实现及铯原子单光子Rydberg激发

结合光纤激光器、光纤放大器和非线性光学高效频率转换技术及准位相匹配材料,服务于原子物理领域铯原子单光子跃迁里德堡激发的实际需求,研究并掌握了产生318. 6 nm波长连续单频紫外激光的关键技术。采用1 560. 5 nm与1 076. 9 nm连续激光先通过单次穿过PPLN非线性晶体和频,再经腔增强谐振倍频过程高效地产生了输出功率大于2 W的318. 6 nm紫外激光,半小时内,光功率的方均根起伏优于0. 87%。采用电子学边带锁频方案,实现了整个紫外激光系统在保持相对于高精细度超稳腔锁定条件下较大范围连续调谐,其连续调谐范围大于4 GHz,残余频率起伏约16 k Hz。采用本文研制的高功率窄线宽可调谐318. 6 nm紫外激光系统,在铯热原子气室中实现了6S_(1/2)→n P_(3/2)(n=70～100)的单光子跃迁里德堡激发,并对相关现象作了相关的理论分析与研究。采用纯光学探测方案观察到了318. 6 nm紫外激光对磁光阱中铯冷原子系综的单光子跃迁里德堡激发。     

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。     

利用钟跃迁谱线测量超稳光学参考腔的零温漂点

在87Sr光晶格钟实验系统中,通过将自由运转的698 nm激光频率锁定在由超低膨胀系数的玻璃材料构成的超稳光学参考腔上,从而获得短期频率稳定性较好的超稳窄线宽激光.超稳光学参考腔的腔长稳定性决定了最终激光频率的稳定度.为了降低腔长对温度的敏感性,使激光频率具有更好的稳定度和更小的频率漂移,利用锶原子光晶格钟的钟跃迁谱线,测量了698 nm超稳窄线宽激光系统中超稳光学参考腔的零温漂点.通过对钟跃迁谱线中心频率随温度的变化曲线进行二阶多项式拟合,得到698 nm超稳窄线宽激光系统的零温漂点为30.63℃.利用锶原子光晶格钟的闭环锁定,测得零温漂点处698 nm超稳窄线宽激光系统的线性频率漂移率为0.15 Hz/s,频率不稳定度为1.6×10^–15@3.744 s.     

光参量振荡过程的物理图象及BBO参量振荡器

本文采用折射率面来描述光参量振荡过程的物理图象,获得了光参量振荡过程的相位匹配图象和频率调谐的简单的数学表达式,直观简洁地说明了光参量振荡器频率调谐曲线的调谐行为.我们用1.06μm和0.532μm激光泵浦β-BaB2O4(BBO)晶体,获得了角度调谐的BBO光参量振荡器的调谐范围分别为1.7～2.35μm及0.72～2.1μm,最大能量转换效率为15％,还讨论了输出能量与腔长的关系.     

光泵腔式NH3分子远红外激光的最佳工作气压研究

通过求解量子系统的密度矩阵方程，采用迭代法计算了光泵腔式ＮＨ３分子远红外激光的输出功率密度。在此基础上，对光泵腔式远红外激光的工作气压进行了理论研究。结果表明最佳工作气压与腔的功率反射系数、样品管的长度以及泵功率密度等工作参数之间是相互制约的，同时与参与激光过程的能级有关。在实验上采用电感性金属栅网作为反射器，设计制作出长度分别为１００ｃｍ、２０ｃｍ和１０ｃｍ的Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ腔式远红外激光器，然后和ＴＥＡ－ＣＯ２激光器作泵浦源，成功地获得光泵ＮＨ３分子远红外激光，测量结果表明理论计算与实验数据相符。     

高气压TE CO2激光泵浦的高功率连续可调谐远红外喇曼NH3激光器

本文报道输出能量约4mJ(功率约80kW)的连续可调谐远红外喇曼跃迁NH₃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。 关键词：     

宽频调谐的光纤耦合声光调制系统

采用双次通过声光调制器和"猫眼"结构,消除频率调制带来的光路偏转并增大激光频率的调谐范围,使用射频驱动功率反馈调节法实现了激光功率的稳定.理论计算和实验验证表明,选择焦距为40mm透镜方案,激光频率调谐在160 MHz时,系统整体光纤耦合效率达到了56.8%.在保证系统光利用率大于15%时,系统的有效频率调谐范围为100 MHz.通过功率稳定系统,在频率调谐60 MHz的变化范围内,输出光功率波动控制在±0.07%以内并能保持长期稳定工作.     

浅谈远红外技术的应用发展

 远红外频段属于正在开拓的电磁波段,至今仍是基础研究的热点。但是,正如科学发展的历史所表明的,任何一个电磁波段的开发,都会促进技术的发展,并造福人类。远红外的发展应用也不例外。激光作为远红外相干辐射源,频率覆盖面宽、结构简单、频线丰富、投资较少,因此光泵远红外激光的应用较多。迄今为止,远红外技术在下面各个领域不断发展。一、远红外激光远红外激光很多都是用于军事和国防领域,因此各国对此技术的公开均采取谨慎态度,外界了解不多。     

增损比对激光陀螺影响的研究

光强调谐曲线是激光陀螺工作模式选取和稳频的依据,而陀螺的增损比将直接决定光强调谐曲线的形式.为了提高陀螺准确度,本文对双同位素综合展宽情况下二频激光陀螺出光带宽与增损比之间的关系进行了分析计算,结果表明,激光陀螺的出光带宽与增损比之间存在单调递增的变化关系.数值仿真了不同增损比情况下陀螺的光强调谐曲线,结果表明,根据激光陀螺出光带宽与相邻纵横间隔相对大小的不同,其光强调谐曲线的形状可分三种,仿真与试验结果非常吻合.分析并试验验证了增损比选取不当对激光陀螺工程化应用可能产生的影响,给出了不同腔长情况下激光陀螺增损比合理选取的参考值,即应保证陀螺的出光带宽约等于其相邻纵横间隔.     

小型光泵NH3分子远外激光器的模式竞争

通过求解四能级系统的半经典 密度矩阵方程迭代法计算了ＣＯ２－１０Ｒ泵浦小型超辐射光泵ＮＨ３分子远红外激光器的Ｐ埃Ｑ支跃迁输出光强的增量比。计算表明在超辐射小型ＮＨ３光泵远红外激光器中，Ｖ２：α→ｓＰ（５，４）和α→ｓＱ（５，４）模式竞争结果，Ｑ支跃迁占优势，使Ｐ支被抑制。理论计算与实验结果一致。     

光学频率标准与光钟的实现

综述了时间频率标准的发展过程.对构成光学频率标准的四个要素,即激光冷却、激光稳频、离子捕陷和光学频率梳进行了系统的介绍.详细描述了光钟的原理与系统构成,并对光学频率标准与光钟的应用前景进行了展望.     

增损比对激光陀螺影响的研究

光强调谐曲线是激光陀螺工作模式选取和稳频的依据,而陀螺的增损比将直接决定光强调谐曲线的形式.为了提高陀螺准确度,本文对双同位素综合展宽情况下二频激光陀螺出光带宽与增损比之间的关系进行了分析计算,结果表明,激光陀螺的出光带宽与增损比之间存在单调递增的变化关系.数值仿真了不同增损比情况下陀螺的光强调谐曲线,结果表明,根据激...     

硅中浅杂质的激光感应光电导谱

首次采用光子能量小于硅中浅受主杂质电离能的可调谐远红外激光器作为激发源,获得了硅中浅受主杂质的光电导谱.可调谐半导体远红外激光器的调谐范围为380～500cm~(-1),光子流密度约10~(18)/cm~2·sec,用双光子跃迁对光电导谱进行了解释.对于Si:Al样品,光电导谱中的双峰分别相应于2P~1和2P~2中间态的双光子共振跃迁.也观察到了双光子透明的反共振现象.     

锶离子R—M跃迁激光和复合激光的参量研究

在9mm内径和42cm电极间距的石英放电管中，用氦气为缓冲气体，通过纵向快脉冲放电激励，对锶离子红外R—M跃迁激光和蓝色复合激光进行了系统的参量研究.分析和解释了两种谐振腔时各激光谱线输出功率与工作参量（氦压，频率和充电电源电压）的关系曲线，观察和讨论了对应的光电脉冲波形，获得了一组较好的工作参数. 关键词： 脉冲放电激励 锶离子 R—M跃迁激光 复合激光 光电脉冲波形     

强磁场下Cs原子超精细塞曼能级上的光泵浦研究

强磁场中的Ｃｓ原子有较大的超精细塞曼分裂，实验用频率可调谐的窄线宽半导体激光调谐到各超精细塞曼能级上进行光泵浦，利用稳态吸收谱方法研究了原子的光泵浦。表明基态超精细相互作用的碰撞修正项导致的驰豫跃迁是谱形状和电子自旋极化新特征的根缘。同时提出了强场下极化度的一种测量方法。     

小型光泵NH_3分子远红外激光器的模式竞争

通过求解四能级系统的半经典密度矩阵方程，用迭代法计算了ＣＯ２－１０Ｒ（６）泵浦小型超辐射光泵ＮＨ３分子远红外激光器（ｍｉｎｉ－ＮＨ３－ＯＰＦＩＲＬ）的Ｐ支和Ｑ支跃迁输出光强的增量比。计算表明在超辐射小型ＮＨ３光泵远红外激光器中，Ｖ２ａ→ｓＰ（５，４）和ａ→ｓＱ（５，４）模式竞争结果，Ｑ支跃迁占优势，使Ｐ支被抑制。理论计算与实验结果一致