用快速放电泵浦的可见及紫外激光器

1967年Shipman[1]将Blumlein快速放电装置应用于N2分子激光器,1976年Burnham[2]又将它成功地用于准分子激光器,致使Blu-m1ein快放电系统成为紫外和可见激光器的重要泵浦源之一.这吸引了许多研究者,从而使快放电泵浦技术日臻完善,相继出现了具有各种预电离类型的高气压器件[3-10].有力地推动了可见、紫外及真空紫外激光器[6-10]的发展. 准分子激光器和N2分子激光器的一个共同特点是:激发态寿命很短,自发跃迁几率很大.为了建立粒子数反转,要求泵浦造成的上能级粒子数的增加速率大于自发辐射衰减率,无疑,只有相当强的激励源,才能达到这一要…     

钡准分子光谱及其对钡原子跃迁线之贡献

用染料激光对热管炉中Ba蒸气进行研究时,在4200～4340A波长范围内,发现一宽带结构及一系列Ba原子的非基态能级产生的跃迁线,用Ba_2准分子的解离对可能产生跃迁的动力学过程做了分析,此宽带结构被归结为Ba_2准分子峰.     

2.9THz束缚态向连续态跃迁量子级联激光器研制

采用气源分子束外延技术生长了GaAs/AlGaAs束缚态向连续 态跃迁的太赫兹量子级联激光器材料, 基于半绝缘等离子体波导工艺制作了太赫兹量子级联激光器. 测量了激光器的发射光谱和功率-电流-电压关系曲线, 研究了器件的激光特性. 器件激射频率约2.95 THz, 脉冲模式下, 最高工作温度为67 K. 连续波模式下, 阈值电流密度最低为230 A/cm², 最大光输出功率1.2 mW, 最高工作温度为30 K. 关键词： 太赫兹 量子级联激光器 分子束外延 波导     

新环形库仑势的束缚连续跃迁矩阵元

利用新环形库仑势的归一化的束缚态径向波函数和按“k/2π标度”归一化的散射态径向波函数,本文给出了新环形库仑势的任意幂次的束缚连续跃迁矩阵元的通项表达式.为了简化高幂次的束缚连续跃迁矩阵元的计算,我们还推导出了不同幂次的束缚连续跃迁矩阵元之间所满足的递推关系,并提出了计算径向波函数微商的矩阵元的计算办法.本文结果可广泛的用于原子与分子的散射问题特别是环形分子的散射问题之中.     

紫外泵浦Na_2(b~3∑_g~+)→Na_2(x~3∑_u~+)的发射光谱

首次观测到钠双原子分子在830nm至900nm谱区内b~3∑_g~+→x~3∑_u~+的束缚-自由跃迁的连续发射光谱.其起因是由C~1∏_u→2~1∑_g~(+3)束缚-束缚跃迁中峰值为911nm、912.6nm及914.5nm受激发射所致。作者认为b~3∑_g~+从2~1∑_g~+态能级交叉以及a~3∏_u对A~1∑_u~+的扰动获得粒子数。文中给出设想的运动学过程,并对在该连续谱区内产生可调频激光振荡的可能性进行了讨论。     

能量传递上转换对Tm，Ho：YLF调Q激光器上能级寿命的影响

根据激光二极管纵向抽运Tm,Ho：YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程，在考虑能量传递上转换(ETU)的情况下，建立了Tm,Ho：YLF主动调Q激光器的准三能级速率方程，得出了激光单脉冲能量的解析表达式.在理论上指出，能量传递上转换不但减小了输出单脉冲能量，而且严重减小了激光上能级寿命.实验上给出了在固定抽运功率下，单脉冲能量随重复频率的变化关系，验证了理论所指出的能量传递上转换减小了激光上能级寿命. 关键词： 二极管抽运 Tm Ho：YLF晶体 能量传递上转换 速率方程     

GeCl分子激发态的势能曲线和辐射寿命的理论研究

采用考虑Davidson校正、标量相对论效应、芯-价电子关联和自旋-轨道耦合效应高精度的多参考组态相互作用方法计算了GeCl分子的最低解离极限Ge(3Pg)+Cl(2Pu)对应的12个Λ-S电子态的势能曲线. 基于计算得到的势能曲线, 求解一维核运动的Sch?rdinger方程得出束缚态的光谱常数, 这些光谱常数与实验值符合较好. 本文计算了12个Λ-S态的电偶极矩随核间距的变化, 分析了电子态组态成分的变化对电偶极矩的影响. 本文还研究了GeCl分子的辐射跃迁性质, 给出了激发态到基态之间和低激发态之间的跃迁偶极矩和电子态之间的Franck-Condon因子, 并根据计算得到的跃迁偶极矩和Franck-Condon因子计算出了束缚激发态低振动能级的辐射寿命.     

Ne空阴极放电中l_(S_2)-2p反常脉冲光电流信号的研究

本文报道利用YAG倍频激光泵浦的脉冲可调谐染料激光器在Ne-Nd空心阴极放电中测定Nels_2—2p态跃迁及ls_2-2p-5s′_1态二级级联跃迁的光电流信号实验,并介绍了我们对此进行的理论计算.结果表明,Ne ls_2—2p态跃迁的反常光电流信号起因不在于能级间粒子数反转.     

非平衡电离的多时标微扰论分析

本文用多时标微扰论方法分析非平衡电离问题。决定电子束缚态平均占据概率P_n的各物理过程通常具有很不相同的时间尺度。在本文中,两个相邻能级之间的跃迁过程被看作是快过程,其他过程(包括电离)则被看成是慢过程。这一理论特别适合于高Z元素的较低的束缚能级。理论给出了P_n作为自由电子数n_e的近似解析表达式,结果代替求解dP_n/dt方程组,只解n_e的常微分方程就够了。这样,问题既得到简化又避免了dP_{n 关键词：}     

太赫兹量子级联激光器材料生长及表征

采用气态源分子束外延方法生长了束缚态到连续态跃迁太赫兹量子级联激光器（terahertz quantum-cascade laser,简称THz QCL）有源区结构,并且采用电化学CV仪、霍尔测试仪以及高分辨X射线衍射对材料的质量进行表征,得出THz QCL有源区具有很高的晶体质量.另外,采用蒙特卡罗方法模拟了共振声子THz QCL器件的I-V曲线,分析了在不同偏压下子能级的对齐状况和电子的输运特征. 关键词： 太赫兹 量子级联激光器 分子束外延 X射线衍射     

氟化镁分子电子基态和激发态振转光谱的计算

分子激光冷却是实验上产生冷分子的最重要进展之一。要找到适合做激光冷却实验的候选分子,就需要了解这些分子的结构参数和光谱数据,这些参数是选择分子的重要依据。详细计算了分子的X态和A态振动能级跃迁的Franck-Condon因子以及转动超精细能级结构,考虑到分子的核自旋、激发态寿命、跃迁能级波长、暗态等参数,提出了一种新的适合进行激光冷却的候选分子(氟化镁),选择适当的能级跃迁来构建一个准闭合的能级系统。这些参数为光谱数据的实验测量提供了理论依据,为进一步的激光冷却实验奠定了基础。     

Kr原子与CS分子相互作用势及束缚态的理论研究

本文利用从头算方法首次计算得到Kr原子与CS分子在“冻结核”近似下的相互作用离散势能点,并拟合得到二维势能面.该体系在R=7.76 a_0,θ=111.4°处存在一个近T型的全域极小值,势能值为-178.54 cm~(-1),整个势能面表现较强的各向异性.在该势能面基础上数值求解体系的薛定谔方程,计算得到体系J≤15的束缚态能级及微波谱跃迁频率.     

激光诱导NO2分子500-532nm区荧光激发谱的实验研究

用准分子激光抽运可调谐染料窄带激光测定了室温下NO2分子500-532nm区高分辨荧光激发谱,在两个较强吸收区505-510nm和513-520nm范围内标识了25个振动带,并作了转动分析,得到了相应的带头位置、转动常数和旋-转偶合常数等分子光谱常数,在25个振动带中有5个谱带是新发现的,所有得到转动分析的谱线均属于平行跃迁(X)2 A1-(A)2B2,对实验结果的分析表明电子激发态(A)2B2受到基态(X)2A1高振动能级的强烈扰动.     

Ho3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃陶瓷的上转换发光特性

以52SiO_2-8Na_2CO_3-16Al_2O_3-33NaF-3LuF_3-0.15Yb_2O_3-0.03Ho_2O_3的配比方式,在1 500℃的温度下通过高温熔融法制备了Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的氟氧化物玻璃样品和玻璃陶瓷样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品的光谱特性。根据吸收谱计算得到的谱线强度参数Ω_λ(λ=2,4,6),从而计算出理论振子强度和实验振子强度,二者的均方根差为δ_(rms)=8.23×10~(-7)。计算了Ho~(3+)的各个能级跃迁的跃迁几率、跃迁分支比及能级寿命参数。结果表明:(1)~5I_7级寿命较长,为0.28 ms,适合作为上转换中间能级;(2)~5I_6→~5I_8能级的跃迁分支比为90.90%,可用于产生1 167 nm的激光。在980 nm红外激光的激发下,Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的玻璃陶瓷具有强绿色(550 nm)上转换荧光和较强红色(650 nm)上转换荧光,绿光和红光分别对应~5S_2,~5F_4→~5I_8和~5F_5→~5I_8的能级跃迁。根据上转换发射功率与980 nm LD激光器功率的关系估算出跃迁过程吸收光子数目分别为2.16和2.18,由此确定出该跃迁过程为双光子吸收过程。结果表明,玻璃陶瓷在绿色上转换发光材料中具有潜在的应用价值。     

Kr-CS体系势能面及束缚态能级的理论研究

本文利用从头算方法首次计算得到Kr原子与CS分子在“冻结核”近似下的相互作用离散势能点, 并拟合得到二维势能面. 该体系在R=7.76 a0, =111.4o处存在一个近T型的全域极小值, 势能值为-178.54 cm-1, 整个势能面表现较强的各向异性. 在该势能面基础上数值求解体系的薛定谔方程, 计算得到体系J ≤ 15的束缚态能级及微波谱跃迁频率.     

连续与脉冲两功能CO_2 调谐激光器

如果一台CO2调谐激光器,能同时具有连续和脉冲(调Q)两种工作方式,将其用做其它仪器的激励源,如红外激光光声光谱仪的激光源,亚毫米波激光器的泵浦源等,将是十分方便的.在实现脉冲工作方式时,采用了转镜调Q方法,它具有制作简单、易于调节重复频率的优点.一　　基本原理与实验装置 CO2激光器是分子激光器,CO2分子由振动能级(0　0°1)向(1　0°0)与(0　2°0)的跃迁,分别输出中心波长为10.6μm与9.6μm的红外激光.由于分子转动能级的存在,将使谱线扩展为 10 P、10 R、9 P和9 R四支光谱带,从9.1#m到 11.2 urn共 120条谱线.但非调谐激光器,一…     

钠分子B~1Π_u→X~1Σ_g~+LIF光谱及其强度研究

实验获得了Ar~+激光488nm线诱导Na_2分子产生B~1Π_u→X~1Σ~+_g跃迁荧光谱,其谱线的跃迁机制是分属于不同Q、P、R支系列的较高转动能级的B~1Π_u→X~1Σ~+_g电子态跃迁。研究了钠蒸气温度对Na_2分子激光诱导荧光光谱强度的变化关系,表明是由于荧光跃迁的上下能级不同弛豫过程的影响。分析了缓冲气体Ar对Na_a分子B~1Π_u态的碰撞猝灭作用,得出谱线强度与总气压的等轴双曲线关系,所得数据拟合曲线与实验很好地一致。     

能量传递上转换对Tm，Ho:YLF激光器阈值的影响

根据激光二极管纵向抽运Tm，Ho：YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程，在考虑能量传递上转换的情况下，建立了准三能级阈值速率方程，得出了激光器阈值的解析解.给出了阈值与激光器设计参数的关系，并分析了能量传递上转换对激光器设计参数的依赖关系.实验上得到了不同输出耦合透过率下的激光阈值，验证了理论的合理性. 关键词： 二极管抽运 Tm Ho：YLF晶体 能量传递上转换 速率方程 阈值     

端面抽运Nd∶YAG陶瓷1.83 μm激光

报道了基于Nd∶YAG透明陶瓷4F3/2-4I15/2跃迁实现1.83 m激光输出的研究。采用简单紧凑的平凹腔结构,结合对腔镜镀膜参数的设计,控制其他能级跃迁谱线对应波长激光的透射损耗来抑制较强能级跃迁对应的激光振荡。在入射抽运功率14.6 W的808 nm波长半导体激光端面抽运Nd∶YAG透明陶瓷,获得了0.65 W的1.83 m激光输出,斜率效率5.8%。可见Nd∶YAG透明陶瓷可望成为获得1.8 m波段激光直接输出的激光介质。     

电光调QCO_2激光器的六温度模型理论与速率方程理论比较分析

分别利用速率方程理论和六温度模型理论对Q开关CO2 激光器动力学过程进行了理论分析比较 ,实验上测得电光调Q射频波导CO2 激光器脉冲激光建立时间及峰值功率与速率方程理论和六温度模型理论计算结果一致 .但速率方程理论计算的激光脉冲宽度较“窄” ,并且几乎没有拖尾 ,而六温度模型理论计算的脉冲激光波形有明显的拖尾 ,符合实际测量的波形 .另外 ,六温度模型理论可以全面反映激光器工作气体中不同分子能级的能量转移过程 ,因此六温度模型理论分析更全面