XeF,KrF准分子激光泵浦染料激光器

在各种波长的可调谐激光器中,染料激光器具有设备简单、制作方便、价格低廉、调谐范围宽等一系列优点,受到研究和应用方面的普遍重视.激光泵浦是获得染料激射作用的重要而有效途径.迄今为止,用来泵浦染料的激光器主要有以下几种:YAG的高次谐波[1],红宝石激光器及其二次谐波[2],Ar离子激光器[3],N2分子激光器[4]及准分子激光器[5,6]等. N2分子激光器因其结构简单.已成为许多染料的泵浦源,用N2激光泵浦的染料激光器已做到从355nm到655um的调谐输出和100kw的峰值功率.然而欲进一步提高输出功率和扩大调谐到更短波长区,却受到N2激光器本身可…     

几种紫外区新染料的光谱与激光特性

研究了4种新合成的7烷氧-4甲基香豆素染料.首次报道了它们的吸收光谱、荧光光谱及激光特质.与一般香豆素染料系列比较,新染料的荧光辐射峰向短波移动了60nm.这4种新染料在紫外区产生激射.本文测量了它们的激光波长调谐范围和激光能量转换效率.用时间分辨技术观测了其动力学荧光并确定了相应的荧光寿命.     

氮激光泵浦的染料激光器的性能研究

自从染料激光器问世以来,发展是十分迅速的.这是由于它是激光光谱学不可缺少的手段之一.高分辨率激光光谱用来研究物质的超精细结构;超短脉冲的时间和空间高分辨率光谱用来研究物质的瞬态变化及微观动力学过程;在工业上用激光光谱可进行微量和超微量的高灵敏度的物质分析.此外,可调谐染料激光器在同位素分离、光化反应等方面也有着极其重要的意义. 近年来我们研制了 QJR2-1 型和QJR-2型可调谐染料激光器.在QJR2-1型可调谐染料激光器的某些技术参数的基础上,我们做了部分的修改,研究了染料激光器的性能.主要进行波长调谐范围,用光栅和法…     

自由电子激光在紫外及远红外端取得新进展

近来,自由电子激光在短波长端(紫外)和长波长端(远红外)取得了新进展[1].法国Orsay一研究组利用ACO储存环的电子束(166MeV)获得波长为1.06μm的高功率脉冲Nd:YAG激光的三次谐波输出,即波长为3550A的近紫外光.他们认为,如用波长为2480A的准分子激光作为输入光源就可得到827A的三次谐波输出,从而进入极紫外范围. 这里所遇到的技术问题是空气及材料对真空紫外的吸收.其次,增益与频率的二分之三次方成反比,当激光波长缩短时,激光器的长度必须增加.他们的激光器长度为1.3m. 他们认为,如果有一储存环为5m的直线段可供自由电子激光器使用,就…     

高非线性光子晶体光纤中优化产生宽带紫外三次谐波

通过非线性光学频率转换技术产生不同频率的脉冲辐射是实现具有短波波长的激光光源的有效手段.近年来,光子晶体光纤技术的发展为解决传统的基于非线性晶体的频率转换系统面临的难以维护、转换效率低、不易推广等问题带来了新的解决思路.在频率转换研究领域中,紫外光波段的脉冲辐射产生一直以来都受到学者的广泛关注.国外已报道过利用超短脉冲抽运光子晶体光纤实现三次谐波产生,从而输出具有高灵敏度和高分辨率的窄带紫外脉冲辐射,但其紫外光转换效率较低,且光谱的可调谐能力有限,而这些缺陷恰恰可以由宽带紫外脉冲辐射的获得来改善.宽带紫外脉冲辐射的有效获得不仅意味着紫外光转换效率可大幅提高,并且若加以合适的滤波手段,还可获得内任意波长下的窄带宽的脉冲辐射,从而增加窄带紫外脉冲辐射的可调谐度,但目前相关报道较为有限.本文将中心波长为1035 nm,脉冲重复频率为50 MHz的飞秒激光耦合至一定长度的高非线性光子晶体光纤中,将其产生的拉曼自频移孤子作为三次谐波产生的抽运源,通过相位匹配作用,在深紫外波段产生高阶模式传导下的三次谐波.随后让超短脉冲以偏离光纤轴心一定角度入射,可进一步激发出具有更短波长的超高阶紫外光模式.通过激发多个邻近的超高阶紫外光模式,在一定连续范围内实现相位匹配,获得超高阶紫外光模式传输下紫外光转换效率为3.6%的宽带(32—360 nm)深紫外脉冲激光.实验结果与理论模拟结果相一致.     

向染料激光说再见

最近,美国光谱物理公司(Spectra-Physics)研制成功一种蓝宝石-掺钛(Ti:sapphire)可调谐连续固休激光器.它的优异性能和宽广的调谐范围可以取代四种低性能的红外染料激光器.图1给出蓝宝石-掺钛激光与四种红外染料激光的调谐范围与输出功率的比较曲线.这种新型的固体激光光源使红外染料激光显得大为逊色.蓝宝石-掺钛固体激光器的突出特点是:输出功率比任何一种染料激光器的输出功率高三倍以上,而且还可以更高;在700—1000um的宽广调谐范围内,其功率输出几乎是相等的;此外它更具有染料激光所不能比拟的长寿命、使用方便以及多用性等突出优点.…     

稀土元素铕(Fu)的单光子共振和双光子共振激光增强电离光谱

本文首次报道稀土元素铕(Eu)的激光增强电离光谱.用紫外可调谐激光器检测到EuI 287.779um,EnI 287·887nm,EuI 289.254nm,Eul 289.303nm,EuI 289.383nm的单光子共振激光增强光谱.用可见区可调谐染料激光器检测到EuI的双光子共振激光增强电离光谱.对铕(Eu)原子激发和离化机理进行了讨论.稀土元素铕的检测限达10ng/ml.     

利用光电流光谱进行脉冲染料激光器波长绝对标定

可调谐激光器取代通用的波长选择元件(如单色仪或干涉仪),作为连续可调谐的单色光源与光学混频技术相结合,能够提供从真空紫外到远红外的宽阔光谱范围内的强光源,为研究原子、分子、固体和等离子体的结构提供了许多新的可能性。因此,可调谐激光器目前广泛地应用在物理、化学、     

基于室温量子级联激光器的脉内光谱技术测量N_2O

中红外激光光源覆盖了大鼍气体的基频吸收带,尤其适合于痕量气体的高灵敏检测.其中具有高输出功率、宽调谐范围、能够在室温工作的量子级联激光器为高灵敏痕量气体检测技术的研究提供了理想的光源.基于脉冲量子级联激光器的脉内光谱技术提供了一种简单而又有效的测量痕量气体的方法.当一个长激发脉冲作用在激光器上时,激光器的频率随着脉冲持续时间的增加而线性减小,从而在单个脉冲上扫描出被测气体分子的特征吸收谱线,实现对目标气体的定性或者定量分析.介绍了基于分布式量子级联激光器的脉内光谱技术,并采用该技术对N_2O进行了光谱测量.一个500 ns的长激发脉冲应用在脉冲量子级联激光器上用于快速波长扫描,达到接近1 cm~(-1)的线性调谐范围,得到了中心在1 274 cm~(-1)附近的N_2O的吸收谱线,与HITRAN数据库相应的N_2O吸收谱线有着良好的一致性.     

重复脉冲闪光灯抽运的染料激光器

调频激光器,特别是染料激光器,作为光谱光源,在激光光谱学中起十分重要的作用。染料激光器的抽运方式很多。其中闪光灯抽运的染料激光器,由于装置较简单和总效率较高而被广泛地应用。本文报道一台重复脉冲闪光灯抽运的染料激光器的初步实验结果。 一、激发机理 虽然染料分子是由许多原子组成的,但是它的能级以及吸收和发射过程可以模仿简单的双原子分子而画成如图1所示的能级图[1].染料激光器的吸收和发射过程与染料分子的四个能态有关:分子吸收抽运辐射后,从基态激发到第一(或第二)激发单态S1(或S2)的较高振动能级,并很快地通过非辐射跃迁…     

准相位匹配技术

常用激光器输出波长通常为近红外单一频率的激光,随着科技的发展,各行各业对激光器的需求大大增加,对激光器输出波长提出了更高要求,不但要求输出波长向红外和紫外扩展,而且输出波长要连续可调谐。通过非线性频率变换可以获得普通激光器达不到的输出激光波长,如紫外、中红外和远红外激光等,并且输出激光波长可以在一定范围内变化（即可调谐）,如1～3微米、3～5微米和8～13微米等,这三个重要波段的红外相干光源在光谱研究、激光制导、激光定向红外干扰、大气监测等领域有广泛应用。     

用于原子能级结构研究的激光共振电离光谱系统

激光共振电离光谱技术是一种利用一路或多路激光将待测原子选择性共振激发与电离,通过测量离子信号来研究原子能级结构的光谱技术。研建了一套激光共振电离光谱装置,用于原子高激发态能级结构参数的测量。分别从该装置的总体结构、关键技术和应用实例等方面进行了详细介绍。该套装置主要包括高调谐精度的染料激光器系统、高效的激光离子源系统和高分辨率的飞行时间质量分析器。染料激光器系统包括3台多纵模可调谐染料激光器和1台单纵模可调谐染料激光器,均为脉冲工作方式,重复频率为10 kHz,泵浦源均为532 nm的Nd∶YAG固体激光器。激光离子源系统包括原子化源、激光与原子相互作用区和离子光学透镜组三部分组成,样品在原子化源中被电加热实现原子化,喷射出的原子被激光选择性激发、电离,产生的离子被离子传输透镜整形成能量分散小、束窄的离子束。飞行时间质量分析器采用了反射式结构设计、脉冲垂直推斥技术和偏转板调节技术。利用此装置,实验测定了U原子的自电离态光谱,获得了U原子一条较佳的三色三光子共振电离路径,对应激光的波长分别为591.7,565.0和632.4 nm。此系统还可用于测量同位素位移和原子超精细结构等参数。另外,由于此系统中联用了质量分析器,因此可用于样品多元素分析、痕量元素分析、同位素丰度分析。     

分布反馈激光特性的实验研究

研究了以脉冲YAG倍频激光泵浦Rh6G染料,产生分布反馈激光振荡的辐射光谱、转换效率、时间过程以及可调谐特性;发现在大于泵浦阈值下的分布反馈激光输出的多谱线结构与双脉冲辐射现象,以及分布反馈激光脉冲变窄的自开关效应.作为详细的实验观察和分析.     

两种紫外-真空紫外光谱辐射标准的比对

研究了紫外 真空紫外波段壁稳氩弧光谱辐射标准光源及基于同步辐射标准的传递标准光源———氘灯的光谱辐射特性 ,建立了高精度光谱辐射计量系统 ,在 16 5～ 30 0nm之间 ,将两种类型光谱辐射标准进行比对 ,相对光谱分布的一致性好于± 5 %。     

中国科学院上海光机所激光物理研究室

成立于1978年,主要从事高激发态激光光谱,超快光物理,非线性光学,量子光学的研究工作.在高激发态激光光谱学方面,研究了稀土元素和铀的高分辨率光谱(消多普勒),得到一批新的光谱数据.实验室置有三台Ar~+激光泵浦的可调谐环行染料激光器和三台YAG倍频激光泵浦的可调谐染料激光器,交叉原子束,时间飞行谱仪等精密仪器设备.首创用空心阴极放电产生难熔金属蒸气的高激发消多     

目标光源差异对阵列式光谱辐射计测量的影响及紫外杂散辐射修正研究

应对气候变化预测与灾害天气防范等科学难题,空间观测领域提出高精度的光谱辐射度定标需求。阵列式光谱辐射计存在内部结构缺陷和光学元器件不理想等问题,导致杂散辐射,严重影响光谱辐射度测量结果的准确性。测量多种典型阵列式光谱辐射计的杂散辐射特性,考虑外场目标光源与实验室定标光源不一致对杂散辐射修正的影响,分别基于带通滤光片和可调谐激光器研究紫外杂散辐射修正方法。首先,利用不同光谱透过率的带通滤光片,测量可见及红外光谱辐射引起的紫外杂散信号。针对杂散辐射分布特点,建立数学修正模型,实现高效快捷的杂散辐射修正。地基验证场的光谱辐射亮度测量结果修正后,紫外杂散辐射信号显著降低。对于连续分布的宽谱段光源,带通滤光片修正法具有实验简便易行、测试过程高效等优点。然而,实现非连续分布或窄带光源的高精度杂散辐射修正存在困难。为此,建立基于可调谐激光器的杂散辐射测量系统,解决了各个像素点杂散辐射线扩展函数的测量难题。改变可调谐激光器的输出波长,精细化测量各个像素点的杂散辐射线扩展函数,再推导出杂散辐射信号分布函数,通过MATLAB软件将矩阵反演运算,得到各像素点的杂散辐射修正结果,实现杂散辐射的高精度修正。利用不同类型的阵列式光谱辐射计验证了该修正方法,对于非连续分布的窄带光源,测量结果修正后杂散辐射信号降低了一个数量级,并且谱线两边的杂散宽峰显著消除,大幅降低了紫外波段的测量偏差。针对不同光谱分布的光源,建立了两种优势互补的杂散辐射修正方法,有效改善了阵列式光谱辐射计的紫外测量结果偏差,进一步确保我国地球观测数据的准确性和国际等效互认。     

向列相液晶染料可调谐激光器的研究

对向列相液晶染料的可调谐激光器进行了光学特性研究. 以650 nm为中 心波长设计了SiO₂和TiO₂多层膜的一维光子晶体, 以激光染料与向列相液晶的混合物作为增益介质层, 制备了波长可调谐激光器.用Nd: YAG倍频脉冲激光器输出的532 nm激光抽运所制备的激光器样品得出如下光学特性: 激光发射波长随温度调谐范围为605.5---639.8 nm, 达到34.3 nm, 随电压调谐范围为634.5---619.5 nm, 达到15 nm. 发射激光每脉冲的阈值能量为12.3 μJ, 激光线宽小于1 nm.     

染料掺杂液晶可调谐光纤荧光光源的研究

本文提出了染料掺杂液晶填充空心光纤构造荧光可调谐光源.基于染料分子能级结构理论分析B4400荧光光谱依赖温度的变化特性,采用脉宽8 ns,波长为532 nm YAG倍频脉冲激光器抽运,向列相液晶作基体,实验分析染料B4400掺杂液晶填充空心光纤荧光光谱选择性荧光放大规律及温度调谐特性.结果表明:通过控制染料浓度可控制荧光输出功率水平;当温度升高时,中心波长发生红移,中心波长调谐范围为590—605 nm;荧光谱宽呈单调展宽,调制范围为228—236 nm;染料掺杂液晶填充空心光纤荧光光源可实现一定范围内的温度调谐.     

微微秒叶绿素染料激光器的研究

本文报道用一台对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器的三倍频光作为泵浦光源,采用超短腔结构,获得叶绿素的红色ps脉冲激光输出的装置和实验结果。研究了叶绿素a和b在各种聚合状态下输出激光波长随染料浓度的变化关系,当叶绿素a-乙醇溶液浓度为2×10~(-3)M,激光腔长<36μm时可获得单模调谐ps系列脉冲输出,激光束的发散角≈60mrad。     

宽谱染料激光器的数值模型及实验验证

应用染料激光器半经典理论,数值模拟了脉冲染料激光器双频及宽谱共增益区的谱线竞争效应,与实验结果符合较好.在双频相关调谐工作条件下,调谐范围增大近25％.在宽谱工作条件下,随着输出耦合损耗增大,谱线宽度逐渐减小. 关键词： 染料激光器 半经典理论 谱线竞争