0.351μm激光辐照Au盘靶吸收、散射规律的实验研究

在“星光Ⅱ”激光装置上，利用80只分立式探测器研究了约0.8ns，0.351μm激光辐照Au盘靶的吸收、散射．结果表明，强度约为5×10¹⁴W/cm²的激光以10°角入射，吸收可达90%以上；但是，以45°角入射，吸收仅为75%左右，散射高达25%．散射主要来自未被等离子体充分吸收的激光在弯曲临界面上的反射，同时伴随少量受激布里渊散射．吸收的理论计算与实验结果进行了比较，两者符合较好． 关键词：     

强激光在高Z等离子体中吸收的波长关系

利用“神光Ⅰ”输出的～５００Ｊ、１．０５μｍ，～２００Ｊ、０．５３μｍ激光和“星光Ⅱ”输出的～７０Ｊ、０．３５１μｍ激光，实验研究了激光与金圆盘靶作用产生的等离子体对激光的吸收，获得了激光１０°、４５°入射Ａｕ盘靶吸收的波长关系。实验结果与一维平面等离子体吸收模型计算的结果基本相符。     

增益与吸收对X光激光传播放大的影响

在光沿直线传播的假设下，研究了Ｘ光激光在等离子体中的传播与放大。对类氢炭等离子体，除非光线不断通过强吸收区，增益曲线的吸收部分不会严重影响Ｘ光激光的输出能量。     

Ge：SiO2的光敏缺陷的研究

研究了Ｇｅ；ＳｉＯ２光敏缺陷的特性，分别在４８８ｎｍＡｒ离子激光与１９３ｎｍＡｒ准分子激光作用下，由紫外吸收带，激光荧光的测量实验及电子自旋共振实验，发现光纤中５．１ｅＶ锗缺陷吸收带实验上是由５．０６ｅＶ可光致漂白带与５．１７ｅＶ不可漂白带组成；２９５ｎｍ的激发荧光与５．０６ｅＶ的缺氧锗缺陷对应，随５．０６ｅＶ缺陷吸收带的漂白而衰减；     

0．53μm激光与等离子体相互作用实验研究

利用神光－Ⅰ激光装置的南路光束经ＫＤＰ晶体倍频后的０．５３μｍ激光与金盘靶相互作用，重点研究了吸收、Ｘ光转换、ＳＲＳ、超热电子和离子发射行为。结果表明，采用短波长激光，吸收和Ｘ－光转换率明显提高。     

三能级固体激光介质对抽运光吸收的理论研究

从激光介质中光能量的传输方程和描述脉冲激光的能级跃迁速率方程出发，研究了激光介质对抽运光的吸收特性.理论分析表明，固体激光介质对抽运光的吸收不仅是指数函数吸收方式，当抽运光的能量密度增大到一定程度时激光介质对抽运光的吸收变为非指数函数吸收，吸收深度增加.以红宝石晶体为例进行了具体的理论计算，结果显示出了随抽运光能量密度增大介质吸收的变化规律. 关键词： 抽运 激光介质 光传输方程 光吸收     

595 nm激光抽运双钨酸钇钠晶体激光特性研究

利用脉冲调Q染料激光对掺钕双钨酸钇钠晶体（Nd:NYW)的短波长吸收带（595nm)进行抽运，实现了1．064μm激光运转，在抽运能量24．2mJ时，获得的激光输出能量为1．08mJ,阈值抽运能量小于5mJ。     

碘激光的大气衰减特性

碘激光波长处在大气微窗口，水汽分子的吸收是碘激光在大气中传输时衰减的主要原因。利用HITRAN数据库，计算了碘激光波长模式的大气衰减情况。利用高分辨串光谱实验系统，获得了1．315μm附近的谱线参量。在我国，由南向北，由夏到冬，水汽浓度逐渐减少，水汽分子的吸收率递减。碘激光有6条超精细谱线，单一最强线频率的碘激光的大气分子吸收比多谱线的碘激光小，更有利于大气传输。在中纬度夏季，单一最强线垂直向上全程的大气分子吸收率与多谱线碘激光水平传输1km相当，为9．0％。碘激光垂直向上传输比海平面水平传输受大气影响小。     

有机材料ZnTBP—CA—PhR的非线性吸收和光学限幅性能

报道了一种新型有机材料znTBP—CA—PhR的光学非线性吸收特性，此材料在激光作用下，在可见光区域具有反饱和吸收，再反饱和吸收和饱和吸收效应．同时发现该材料优良的光学限幅性能，不仅光限幅的阈值低，而且限幅前光透射呈线性状态没有光学非线性效应．用5能级结构模型及速率方程模拟了饱和及反饱和的实验曲线，分析了非线性吸收等的物理机理．     

主脉冲参数和入射条件变化对等离子体状态的影响

用一维非平衡辐射流体力学程序，计算和分析了主脉冲激光斜入射与预脉冲垂直入射耦合作用锗靶介质的等离子体状态和激光增益区。研究表明，主脉冲以４０°斜入射与其垂直入射相比，在相同靶面功率密度下，电子、离子温度、等离子体烧蚀深度下降约１０％。在相同的靶面总能量下，４０°斜入射电子温度下降约１５％～２０％。采用主激光斜入射时间延迟技术，这种下降差别还会更小，能量吸收效率会更高，激光增益区更大。     

化学氧碘激光器高压操作的可行性以及最佳增益区的确定

利用一简单的模型,从理论上证明了在化学氧碘激光器小信号增益存在依赖于系统总氧压力的最佳值,同时讨论了高压下工作的化学氧碘激光器的可行性,最后给出了确定化学氧碘激光器的最佳增益区的方法。     

蒙特卡罗法计算无序激光器的阈值

提出了计算无序激光器阈值增益的模型,提出了已知平均自由程和散射强度分布得到分布函数及相应的随机变量的方法.对各向同性的光散射,导出了各分布函数,并在每次散射中得到相应的随机变量.运用蒙特卡罗法模拟光子在无序介质中的随机行走,得到了无序激光器的阈值.讨论了阈值增益与光子平均自由程、增益区半径、增益区深度、非增益区光吸收系数的关系,提出了降低阈值的方法.理论结果与实验数据是符合的. 关键词： 激光物理 阈值 蒙特卡罗 散射     

Investigation of amplified spontaneous X-ray laser radiation using the equation for the transverse correlation function of the field

A physical model, based on the solution of the quasi-optics equation for the transverse correlation function (TCF) of the field amplitude, is developed for investigating the brightness, angular divergence, and spatial coherence of the amplified spontaneous emission in a laboratory X-ray laser. The model takes account of the spontaneous source of radiation, diffraction, regular refraction, regular amplification taking account of saturation, nonresonance absorption, scattering by small-scale fluctuations of the electron density and the gain, and scattering by random hose-like deviations of the extended plasma medium of the X-ray laser. It is established that the TCF method makes it possible to obtain the final result much more quickly than the basic Monte Carlo method for the parabolic equation for the field amplitude. As a result of the statistical linearization of the equation for the transverse correlation function in the presence of gain saturation, this method overestimates the absolute values of the average intensity of the amplified spontaneous radiation, but the maximum overestimation does not exceed 10%. It is found that fluctuations of the optical parameters of the medium of the X-ray laser degrade the quality of the amplified spontaneous radiation beam, and they are the analog of the nonresonance absorption from the standpoint of the effect on the brightness of the laser and therefore decrease the observed gain. For the characteristic conditions of an X-ray laser with a quasistationary generation scheme, the contribution of small-scale gain fluctuations and random hose-like deviations of the plasma filament of the laser to the scattering of the amplified spontaneous radiation is much smaller than the contribution of small-scale density fluctuations. Calculations of the amplified spontaneous radiation in an X-ray laser, which is produced by unilateral irradiation of a curved target and possesses an asymmetric plasma electron density profile in the gain zone, are performed. It is shown that in the gain saturation regime the coherence length and the coherent power of the amplified spontaneous radiation can be substantially increased, realizing in the gain zone a convex electron density profile instead of a typical concave profile. It is found that this improvement of the coherence occurs only under conditions such that the characteristic depth of the small-scale density fluctuations does not exceed several percent of the typical regular values of the density in the gain zone.     

15波长输出的布里渊掺铒光纤激光器

多波长布里渊掺铒光纤激光器是一种新型的多波长光纤激光器,其原理是利用受激布里渊增益和掺铒光纤的线性增益,可以在常温下得到波长间隔约为0．08nm(～10GHz)的多波长输出。报道的布里渊掺铒光纤激光器,在布里渊抽运功率为1．7mW、980nm抽运功率为300mW的情况下得到稳定的15个波长(间隔～10GHz)的输出,这种激光器用作光传感器、光谱分析仪以及密集波分复用系统的光源。实验发现,输出波长的个数随着980nm抽运功率的增大而增加。另外,布里渊掺铒光纤激光器的信号功率主要来自于掺铒光纤的增益,而布里渊增益对它的影响不大。     

中远红外双波段激光器增益介质匹配

对中远红外双波段激光器中DF和CO2两种增益介质的匹配进行了研究。根据对DF和CO2两种增益介质分布的理论分析,发现DF相比于CO2介质增益峰值位置更靠前,激活区长度更短,据此设计加工了一台双波段激光器,使CO2气体注入孔位置可调,通过D2和CO2注入孔位置的差别来实现两种介质增益峰值位置的匹配。实验证明了这种设计是有效的,并确定了激光器共同光轴的最佳位置位于D2气注入孔下游3 mm,CO2注入孔下游33 mm处,此处双波段激光的输出功率均接近最大值。     

ICF点火靶内环激光SRS抑制方法理论研究

激光等离子体相互作用(LPI)是制约在美国国家点火装置(NIF)上实现间接驱动惯性约束聚变的关键问题之一。LPI的激发不仅依赖于激光束功率密度与光束品质,还强烈依赖于光束所经过的等离子体状态。模拟显示,内环激光通道上靠近腔壁的He等离子体是受激拉曼散射(SRS)产生的主要区域。通过改变黑腔设计参数(包括构型、尺寸和填充物材料等)可以一定程度优化特定区域的等离子体状态,进而抑制LPI的产生。据此,提出了使用大黑腔高激光能量和改变填充气体组分两条控制SRS增长的技术路线。线性分析表明,两条技术路线效果明显,可分别将SRS峰值增益降低70%与63%。     

主振荡功率放大装置中的放大自发辐射效应和能量提取效率

 建立了放大自发辐射(ASE)和相干激光能流耦合的模型,使用迭代算法,计算了长方体形状放大级中的ASE能流和相干激光能流的分布以及放大级出口0.5 m处的ASE分布,并讨论了入射光强、饱和光强对输出功率及能量提取效率的影响。对于增益区呈长方体、增益系数沿流场方向呈抛物线分布的放大级的计算结果表明：输入光的存在不仅会降低放大级中ASE光强的大小,而且将改变ASE的分布,使放大级中ASE能流的极大值向入口处移动;在饱和光强一定的情况下,输出功率和能量提取效率将随着入射功率的增大而增大;在入射光强一定的情况下,输出功率将随着饱和光强的增大而增大,而能量提取效率将随着饱和光强的增大而减小。     

基于激光等离子体加速的自由电子激光研究新进展

激光等离子体加速器能够在cm尺度内产生GeV量级的高品质电子束,为研制台式化自由电子激光提供驱动源。但是受限于激光等离子体加速中的难点和现有技术发展,电子束的品质难以达到自由电子激光的需求,尤其在稳定性、发散角和能散等方面,阻碍了台式化自由电子激光的研制。介绍了基于激光等离子体加速器的自由电子激光的最新进展,整理了目前高增益自由电子激光实验过程中存在的主要挑战和对应的解决方案与实验进展,并展望未来的发展方向。最近的研究结果证明,通过控制和优化激光等离子体加速器的注入和加速过程产生的高品质电子束可以在指数增益区域实现自发辐射放大,产生高增益的辐射,这也推动基于激光等离子体加速器的自由电子激光研究进入了一个新的阶段。     

Flat-topped beam output from a double-clad rectangular dielectric waveguide laser with a high-index inner cladding

A novel method to produce a flat-topped laser beam by using a double-clad rectangular waveguide laser with high-index inner cladding is presented. The waveguide dispersion equation for cosine mode was deduced, the condition for the flattened mode was given out, relative gains for guided modes were calculated numerically and analyzed. Results indicate that a gain advantage for the flattened mode is clear, a flat-topped laser beam can be achieved when the optical confinement factor, the gain intensity and the output coupler are chosen suitably.     

氧碘化学激光中的增益光导效应

 发现和分析了氧碘化学激光中的增益光导效应。碘注入的不均匀等导致增益在该方向的不均匀。采用预混模型和Fabry Perot腔模型，推导了碘不均匀分布情况下的单重态氧的产额和激光束横向分布的解析表达式。计算结果表明，由于增益光导效应，引起激光横向分布的变化，可导致光束在碘注入方向的倾斜，以及输出功率的下降。