飞秒啁啾Gauss型脉冲在稠密Λ型三能级原子介质中的传播

利用由预估校正(PC)- 时域有限差分(FDTD)法求得的不含慢变包络近似(SVEA)和旋转波近似(RWA)的全波Maxwell-Bloch方程的数值解, 研究了飞秒啁啾Gauss型激光脉冲(以下简称啁啾脉冲)在稠密Λ型三能级原子介质中的传播.研究表明,啁啾系数(C)的正负及大小的变化对脉冲传播特性有显著的影响,而且这个影响与脉冲面积的大小密切相关.面积小于4π的啁啾脉冲,在介质中传播时不发生分裂,且啁啾脉冲逐渐演化为一个近似的无啁啾(C=0)脉冲,这一特点不随啁啾系数的改变而     

啁啾系数对飞秒脉冲的分裂及光谱性质的影响

利用预估校正-时域有限差分法求得不含慢变包络近似和旋转波近似的全波Maxwell-Bloch方程的数值解,在Λ型三能级原子介质中研究了啁啾系数C对传播中的飞秒Gauss型脉冲分裂情况及光谱性质的影响.结果表明:面积小于等于3π的啁啾脉冲在介质中不出现分裂,但脉冲啁啾会引起脉冲频谱的震荡;对于4π面积啁啾脉冲,啁啾系数C较小时脉冲在介质中发生分裂,C较大的脉冲不再产生分裂,即分裂的子脉冲数量减少;随着C增大,脉冲中心频率附近频谱震荡愈加剧烈,高频成分的范围及强度明显减小;对于大面积8π脉冲,脉冲分裂情况与4π情况相似,但随C增大,脉冲高频成分的范围和强度没有明显变化,而高频成分中的峰值分布却显著不同.     

杨氏实验中飞秒光脉冲的光谱移动和光谱开关

从惠更斯-菲涅耳衍射积分公式出发,对飞秒光脉冲在杨氏实验中的光谱移动和光谱开关做了研究和数值分析.结果表明,飞秒光脉冲在杨氏实验中也会出现光谱移动和光谱开关.一般情况下,光谱开关与脉冲宽度、载波频率、遮拦比和场点位置有关.光谱开关的数目随遮拦比的减小而减小,而发生光谱开关处的相对光谱移动随载波频率和脉冲宽度的减小而增加.因光谱开关极小值Smin=0,所以光谱开关属于奇点光学现象.可通过适当改变遮拦比来实现信息编码和信息传输.     

飞秒脉冲泵浦的Ⅱ类BBO晶体自发参量下转换光谱分布特性

在理论上分析了飞秒脉冲泵浦的Ⅱ类共线的自发参量下转换信号光与闲置光光谱的分布特征.由于非线性晶体色散的影响,信号光与闲置光光谱分布不完全相同,且这种差异会随着泵浦谱宽的增加而加大.同时在实验上测量了Ⅱ类共线匹配的下转换信号光与闲置光的光谱分布.将理论分析与实验结果进行对比,变化趋势是一致的.本文对连续变量单光子探测中的模式匹配及光子对四阶干涉的条纹可见度等相关量子光学测量有一定的指导意义.     

飞秒光谱技术的现状与展望

自１９８１年Ｒ．Ｌ．Ｆｏｒｋ等人利用环型腔可饱和吸收体的对撞锁模技术首次产生了飞秒（１０－１５ｓ）激光脉冲后，多频段飞秒光脉冲的产生、放大、频率扩展及光脉冲压缩等技术的发展十分迅速．目前在物理学、生物学和化学等各领域中，利用飞秒光谱技术观测各种原初过程以及超快速现象，巳经成为一种崭新而有效的研究手段，越来越受到各国科学家的高度重视．本文介绍了飞秒光源的现状、飞秒光谱的主要测量方法以及飞秒光脉冲放大、压缩等技术的基本原理，并对飞秒光谱技术的未来发展及应用前景进行了讨论．     

双飞秒激光脉冲诱导击穿光谱增强特性研究

在大气环境中,以钴为样品,通过单脉冲飞秒激光诱导击穿光谱及共轴双飞秒脉冲激光诱导击穿光谱的对比实验,研究了双脉冲激光诱导击穿光谱的谱线增强机制,测量了双脉冲激光诱导击穿光谱随脉冲时间间隔的变化趋势。结果表明,在最优化的脉冲时间间隔条件下,双脉冲激光诱导等离子体光谱获得明显增强。进一步,通过线性Boltzmann法得出了电子温度随脉冲时间间隔的演化,发现了谱线增强因子和电子温度随脉冲时间间隔呈现出相同的演化趋势,并经历两个明显的变化过程,得出了谱线信号强度的增强依赖于电子温度升高的结论。     

双飞秒激光脉冲诱导击穿光谱增强特性研究

在大气环境中,以钴为样品,通过单脉冲飞秒激光诱导击穿光谱及共轴双飞秒脉冲激光诱导击穿光谱的对比实验,研究了双脉冲激光诱导击穿光谱的谱线增强机制,测量了双脉冲激光诱导击穿光谱随脉冲时间间隔的变化趋势。结果表明,在最优化的脉冲时间间隔条件下,双脉冲激光诱导等离子体光谱获得明显增强。进一步,通过线性Boltzmann法得出了电子温度随脉冲时间间隔的演化,发现了谱线增强因子和电子温度随脉冲时间间隔呈现出相同的演化趋势,并经历两个明显的变化过程,得出了谱线信号强度的增强依赖于电子温度升高的结论。     

用SPIDER法测量飞秒激光脉冲的光谱相位

介绍了用SPIDER测量光谱相位的实验装置和模拟计算飞秒激光特性参数的原理；提出了Ω 和τ等重要参数的确定方法.实验上用自建的SPIDER进行了掺钛蓝宝石飞秒振荡器输出脉 冲的相位测量，并以此为基础还原出了原输入脉冲的时域形式，模合计算所得的脉宽为107 fs，与利用二次相关法直接测量的结果十分一致. 关键词： 飞秒激光 SPIDER 光谱相位 光谱相干     

飞秒激光制备黑硅的光谱特性

本文采用飞秒激光在空气中对单晶硅进行扫描处理,在硅表面制备出平行排列并具有微尺度沟槽的黑硅材料。在扫描电子显微镜下,观察到了黑硅的纳米尺度的二级结构。通过黑硅的反射光谱发现,在250~1000nm光谱区域的反射率明显降低,且沟槽越深,反射率越低。同时,对沟槽深度与反射率的关系以及二级纳米结构的形貌进行了讨论。通过黑硅的拉曼光谱发现,飞秒激光处理后的硅片没有发生成分和结构上的变化,黑硅的成分依然是单晶硅。     

Ni原子双飞秒脉冲激光诱导击穿光谱的信号增强研究

在大气环境下采用波长为800nm,脉宽为30fs的飞秒激光研究了Ni的双脉冲激光诱导击穿光谱,与单飞秒脉冲激光诱导击穿光谱相比,双飞秒脉冲在最优的双脉冲相对延时下,其信号强度增强接近10倍,实验研究了双脉冲相对延时在0-1300ps范围内不同延时对激光诱导击穿光谱信号强度增强因子的影响。整个相对延时区域可以分为三个阶段：在0-50ps区域内信号增强因子是一个持续增大的过程,在50ps左右,达到一个最大值;在50-300ps区域内,信号增强因子呈现出一个先下降后上升的过程;在300-1300ps,信号增强因子基本保持不变。     

不同能量下环形高斯强激光光束在空气中的非线性传输

以线性传输模型为对比研究了不同初始能量的环形光束在空气中的非线性传输。结果显示,在传输初始阶段,非线性克尔效应减弱了线性空间啁啾导致的聚焦作用。线性聚焦使能量向光轴方向流动导致强光强核心,在光轴附近生成类高斯脉冲结构,增强了非线性自聚焦效应,导致光强急剧增加形成光丝。环形光束的初始能量的大小能够影响自聚焦焦距、光丝长度和光强通量。自聚焦焦距随着初始脉冲能量的增加而减小,但自聚焦焦距与初始功率的开方不成反比（这点与高斯光束不同）。光丝长度随着初始脉冲能量的增加而增加。轴上光强通量随初始脉冲能量的增加而增加。     

真空中线性啁啾时空高斯脉冲传输特性的分析

利用稳态相位点的方法研究了线性啁啾时空高斯脉冲传输过程中的相位特性，并在二阶近似的情况下讨论了其传输过程中的时空特性，两种方法从不同侧面得出了相同的结论，即：时空高斯脉冲在传输的过程中，在无穷远处交退化为球面波，或者在旁轴近似的情况下退化为平面波。     

Properties of LBO and Generation of Mode-locking Blue Femtosecond Pulses

ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＬＢＯａｎｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＭｏｄｅ┐ｌｏｃｋｉｎｇＢｌｕｅＦｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄＰｕｌｓｅｓＨＵＡＮＧＦｅｉｒａｎＷＥＩＺｈｉｙｉＹＡＮＧＪｉｅＺＨＯＵＪｉａｎｙｉｎＹＵＺｈｅｎｘｉｎ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａ...     

二阶偏振模色散对高速高斯光脉冲在单模光纤中传输的影响

研究二阶偏振模色散（PMD）对高斯光脉冲在单模光纤中传输产生的影响，给出输出光脉冲的时域表达式。分析表明，输出光脉冲在每个基本偏振态上仍保持高斯形状，但其频率啁啾及脉宽等特性都已改变，文中对这些变化与二阶偏振模色散之间的关系进行了讨论。通过比较10Gb/s和40Gb/s的光传输系统中二阶偏振模色散的影响，可以发现，若规定脉冲展宽不能超过脉宽的十分之一，40Gb/s系统所能容忍的二阶偏振模色散极限值比10Gb/s系统小一个数量级。     

色散缓变光纤中飞秒光脉冲的调制不稳定性研究

研究了色散缓变光纤中飞秒光脉冲的调制不稳定性 ,发现当色散缓变光纤的色散参量满足一定关系式时 ,增益谱的谱宽最宽 ,获得了增益谱的表达式 ;三阶色散对调制不稳定性不起作用 ;自变陡效应使增益谱的谱宽变窄 ,振幅的增长速度减漫 ;拉曼效应改变了调制不稳定性的产生区域。     

Generation of Stable Near－infrared and Violet Femtosecond Pulses from a Self－mode－locked Ti：Sapphire Laser

ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＳｔａｂｌｅＮｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄａｎｄＶｉｏｌｅｔＦｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄＰｕｌｓｅｓｆｒｏｍａＳｅｌｆ－ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄＴｉ：ＳａｐｐｈｉｒｅＬａｓｅｒ￥ＬＩＷｅｉｌｉａｎｇ；ＱＩＵＺｈｉｒｅｎ；ＰＥＮＧＷｅｎｊｉ...     

四阶色散对飞秒高斯脉冲传输的影响

推导了考虑二、三、四阶色散的高斯脉冲传输方程;利用计算机数值模拟的方法,研究了四阶色散(FOD)对飞秒高斯脉冲在单模光纤中传输特性的影响.模拟结果显示：只有在入射脉冲宽度窄到飞秒量级时,即对应传输速率很高的情况下,FOD对脉冲的影响才明显;FOD导致脉冲形状发生了畸变,畸变特点不同于二、三阶色散;随着初始脉宽逐渐减小,FOD所致的飞秒高斯脉冲畸变经历了一个脉冲仅仅展宽,到展宽脉冲的两翼出现“底座”,到展宽脉冲的两翼出现具有微小振荡“底座”的变化过程.     

飞秒强激光经氩气和氩团簇的传播

通过数值求解三维电场传播方程,理论模拟了飞秒强激光脉冲（50 fs,1016 w/cm2）在氩气和中等尺寸氩团簇中的传播效应.结果表明,飞秒强激光脉冲经氩气传播将发生频谱蓝移展宽和光束发散;而经中等尺寸氩团簇传播,则存在一定程度的自聚焦效应.