碘激光的H2振动受激拉曼阈值研究

首次实现了脉冲光解碘激光作为基频光的氢气振动受激拉曼变频,对碘激光的波长转换有着重要意义。在碘激光单脉冲能量100~130 mJ(脉宽100 ns)的条件下, 采用双次聚焦技术降低了高压氢气的振动受激拉曼变频的阈值,获得了波长为2900 nm中红外激光,光子转化效率最高达到8.7%。实验发现当拉曼介质氢气气压大于1 MPa后,一级斯托克斯光的拉曼转化效率不再随气压变化,并对这一现象进行了理论分析和归属。     

准分子激光拉曼种子源

对准分子激光拉曼种子源进行了深入研究。采用波导型拉曼地增强拉曼转换，并在氢气中掺入一定比分的氦气来控制向各阶斯托克斯光的能量转换。当无掺杂时，获得一阶斯托克斯光的最大转换效率η＿（ｍａｘ）＝３７％。当在氢气中掺入氦气比分为５％时，在泵浦能量范围５０～８０ｍＪ内获得一阶高转换效率（η＇≥９５％η＿（ｍａｘ）），二阶及高阶斯托克斯光的转换受到抑制。对实验结果进行了理论分析。     

He离子辐照6H-SiC引入缺陷的光谱研究

实验采用300 keV的He²⁺辐照6H-SiC,辐照温度分别为室温,450,600和750 ℃,辐照剂量范围为1×10¹⁵–1×10¹⁷ cm^-2,辐照完成后对样品进行拉曼散射和紫外可见透射光谱测试与研究. 这两种分析方法的实验结果表明,He离子辐照产生的缺陷以及缺陷的恢复与辐照剂量和辐照温度有着直接关系. 室温下辐照会使晶体出现非晶化,体现在拉曼特征峰消失,相对拉曼强度达到饱和(同时出现了较强的Si-Si峰);高温下辐照伴随着晶体缺陷的恢复过程,当氦泡未存在时,高温辐照很容易导致Frenkel对、缺陷团簇等缺陷恢复,当氦泡存在时,氦泡会抑制缺陷恢复,体现在相对拉曼强度和相对吸收系数曲线斜率的变化趋势上. 本文重点讨论了高温辐照情况下氦泡对缺陷聚集与恢复的影响,并与高温下硅离子辐照碳化硅结果进行了对比. 关键词： 6H-SiC 氦泡 拉曼散射光谱 紫外可见透射光谱     

硅酸盐熔体微结构单元的对称伸缩模的拉曼散射系数

通过一种新开发的模拟计算方法，计算了硅酸钠熔体的拉曼谱，及其在高频区代表5种硅氧 四面体(用Qi表示，其中i表示桥氧数)的特征峰的拉曼散射系数Si，发现成分的变化对5 种Qi的特征峰的拉曼散射系数的影响非常小.在此基础上取平均分别得到：S0=1,S1=0 ．514,S2=0242,S3=0090和S4=0015然后将计算得到的散射系数应用于二硅酸 钠熔体的实验谱图的定量分析中，得到了该熔体中硅氧四面体单元的分布.同时从计算与试 验谱图的定量解谱中发现，钠系硅酸盐熔体谱中Q0和Q2的ASS模所产生的散射信号 不容忽视. 关键词： 拉曼散射系数 硅氧四面体 硅酸盐熔体 高温拉曼谱     

基于XeF (C-A)激光激励的自发拉曼散射技术研究

针对自发拉曼散射技术应用于实际燃烧场参数测量时面临的主要技术难题,采用XeF(C-A)激光作为激励光源,开展了自发拉曼散射技术实验研究。通过分析拉曼散射过程对光源参数的要求,优化了XeF(C-A)激光器部分参数,建立了自发拉曼散射诊断系统,实现了气体介质主要组分浓度在线测量,对比了XeF(C-A)激光与主流激光作为拉曼散射光源的优缺点。结果表明:与现有主流光源相比,具有脉冲能量大、微秒级脉宽,位于可见光波段等特点的放电抽运XeF(C-A)激光非常适合用作自发拉曼散射激励光源。     

LaserOperationofTi∶SapphirePumpedby499nmGrenLaser

首次推导用ＸｅＣｌ／Ｈ２拉曼系统三阶斯托克斯输出作泵浦源的可调谐掺钛（宝石激光输出特性，泵浦光的波长为４９９ｎｍ，脉宽为６０ｎｓ。激光输出的斜率效率为５９％，脉宽为２０ｎｓ。最大输出能量为１．２ｍＪ，能量转换效率为４２％。采用一组调谐镜时的调谐范围为６８０８３４ｎｍ。     

液芯被导中受激动力学散射与受激拉曼散射的竞争

研究了液芯波导中受激拉曼散射和受激动力不散射的阈值随泵浦激光脉宽的变化，发现受激动力学散射的阈值随泵浦脉冲前沿增长率增大而下降。     

基于变脉宽光源的分布式光纤拉曼温度传感器研究

提出了在分布式光纤拉曼温度传感器中,采用可变脉宽光源实现双功能温度监测的方法.采用窄脉冲获得高空间分辨率进行峰值温度监测,再改用宽脉冲获得高温度分辨率进行平均温度监测,可以兼顾不同测温环境对高温度分辨率或高空间分辨率的不同使用要求.结果表明,与采用固定脉宽光源的传统方法相比,采用可变脉宽光源可以在获得相同温度分辨率的前提下,降低了系统进行平均温度监测的测量时间.     

1064nm纳秒激光脉冲激发的外腔式PbWO4拉曼激光器

研究了外腔式PbWO4拉曼激光器在纳秒脉冲抽运下的输出特性。利用主动调Q的Nd:YAG激光器产生的脉冲宽度为31.4ns,最大输出能量为200mJ的1064nm激光作为抽运源。拉曼激光谐振腔采用的是平凹腔设计。测量了输出的拉曼光脉宽与抽运能量的关系,分析了输出的拉曼光脉冲波形图和光谱图,测量了输出的拉曼光脉冲能量与抽运能量的关系,计算了转换效率与抽运能量的关系。当注入抽运光能量达到42mJ时,得到了一阶斯托克斯光脉冲的最大能量和转换效率分别为10mJ和24%,获得外腔式PbWO4拉曼激光器的一阶斯托克斯光脉冲波长为1177.6nm,典型的一阶斯托克斯光脉冲脉宽为20ns。     

斯托克斯束的时空分布

基于在自由空间光束的分丰是已知的条件下，推导出适用于任意束分布的广义化的耦合波方程并得到一种计算受激拉曼散射过程中泵浦束与斯托克斯束的时、空分布的简单方法。所得结果清楚地示明受激拉曼散射过程既能使斯托克斯信号得到放大，又能使脉宽受到压缩。     

利用拉曼孤子实现宽带拉曼脉冲压缩

从拉曼散射方程的出发,研究了利用拉曼孤子实现宽带拉曼脉冲压缩的机制,发现孤子脉冲的宽度随拉曼增益的增加减小,并与 运光的脉冲形状及相位结构有关。实验中利用ＸｅＣｌ激光／Ｈ２系统初步实现了５０％的压缩率,并将实验结果与理论进行了比较。     

Stimulated Raman scattering and spontaneous Raman solitons in ammonia

In this study we report the first observation of spontaneous Raman solitons in stimulated Raman scattering (SRS) by the gas NH₃. The scattered radiation is called Stokes radiation. Raman solitons are of considerable interest, because their existence can be explained by quantum-mechanical fluctuations of the electromagnetic field in vacuum. We have observed spontaneous Raman solitons in a forward SRS configuration for two different molecular transitions of NH₃, the laser emissions at 58 μm and 72.6 μm wavelength. These are optically pumped by 10 μm CO₂-laser pulses with a duration of 100 ns and an energy of 150 mJ. Spontaneous Raman solitons are short spikes in the pump pulse which occur during its depletion. Their origin is the rapid π phase change of the Stokes seed. In contrast to other laboratories we have used single-pass cells. Thus, we have succeeded in observing multiple spontaneous Raman solitons during one pump pulse. Previous experiments with multi-pass cells never showed multiple solitons. Since multiple spontaneous Raman solitons have already been reported in an earlier experiment with a single-pass cell filled with hydrogen at high pressure, we conclude that such multiple Raman solitons can be observed mainly in this type of gas cell. Subsequently, we have performed statistical measurements on the delay time and the height of the spontaneous Raman solitons in the depleted pump pulse for the 58 μm-NH₃ emission. We have compared these statistics with theory and equivalent experimental results of other laboratories. They are in good agreement with the assumption that quantum-mechanical fluctuations are the origin of spontaneous Raman solitons. The most recent theories postulate that the origin of the formation of spontaneous Raman solitons can be explained by the rapid π phase change of the Stokes seed as well as that of the laser or polarization wave. Therefore, we have determined the phase of the spontaneous Raman solitons relative to the depleted pump pulse. Although, such changes of sign of the relative phase have already been observed in an earlier SRS experiment with hydrogen at high pressure, we did not detect any in our experiment. Therefore, we conclude that in this experiment the π phase change occurs in the Stokes or polarization wave.     

499nm绿色激光泵浦的掺钛宝石激光输出

首次推导用ＸｅＣｌ／Ｈ２拉曼系统三阶期托克期输出作泵浦源的可调谐掺钛宝石激光输出特性在稳恒溅注浦光的波长为４９９ｎｍ，脉宽为６０ｎｓ。激光输出的斜率效率为５９％，脉宽为２０ｎｓ。最大输出能量为１．２ｍＪ。能量转换效率为４２％。采用一组调谐镜时的范围为６８０－８３４ｎｍ     

序列脉冲倍频YAG激光器泵浦的氧气受激拉曼散射研究

对序列脉冲倍频ＹＡＧ激光器泵浦的氧气受激拉曼散射进行了研究。对氧气的受激拉曼散射池的热传导过程进行了数值模拟计算，实验研究了序列脉冲倍频ＹＡＧ激光器泵浦情况下氧气受激拉曼散射的热效应问题。     

2 ns,351 nm激光黑腔靶受激Raman散射实验研究

 介绍了在神光Ⅱ装置上开展的长脉冲2 ns,351 nm激光与黑腔靶相互作用的实验,报道了受激Raman散射光时间分辨谱图及能量测量的实验结果。长脉冲2 ns激光注入小腔靶（Ø700 mm×1 250 mm）时,激光辐照缝靶产生的SRS光能量是激光与全腔靶作用产生的SRS光能量的1.3倍。在2 ns激光与不同尺寸黑腔靶作用的情况下,激光辐照小腔靶产生的SRS光能量比标准腔靶(Ø800 mm×1 350 mm)产生的SRS光能量高1.6倍。由于激光功率密度下降,2 ns激光打靶SRS散射光要弱于短脉冲1 ns激光打靶,但持续时间稍长。实验结果表明：长脉冲2 ns激光与标准腔靶相互作用时,等离子体“堵腔效应”比较严重,标准腔靶尺寸不再合适。     

基于脉冲CO2激光锡等离子体光刻光源的极紫外辐射光谱特性研究

研究了不同条件下脉冲放电CO₂激光烧蚀平板锡靶产生的等离子体极紫外辐射特性, 设计并建立了一套掠入射极紫外平焦场光栅光谱仪, 结合X射线CCD探测了光源在6.5～16.8 nm波段的时间积分辐射光谱,得到了极紫外光谱随激光脉宽, 入射脉冲能量及背景气压的变化规律。实验结果发现：入射激光脉冲能量在30～600 mJ变化时,极紫外辐射光谱的强度随辐照激光脉冲能量的增加而增加, 但并不是线性关系, 具有饱和效应, 且产生极紫外辐射的脉冲能量阈值约为30 mJ,当激光脉冲能量为425 mJ时具有最高的转换效率,此时中心波长13.5 nm处2%带宽内的转换效率约为1.2%。激光脉冲半高全宽在50～120 ns范围内变化时, 极紫外辐射光谱的峰值位置均位于13.5 nm,光谱形状几乎没有什么变化, 但是脉宽从120 ns变到52 ns后,由于激光功率密度的提高,极紫外辐射强度也随之增强了约1.6倍。极紫外光谱的强度随背景气压的增大而迅速下降, 当腔内空气气压为200 Pa时, 极紫外辐射光子几乎被全部吸收,而当缓冲氦气气压为7×104 Pa时,仍能够探测到微弱的极紫外辐射信号,计算表明100 Pa的空气对13.5 nm极紫外光的吸收系数为3.0 m-1,而100 Pa的He气的吸收系数为0.96 m-1。     

KGW晶体外腔式高功率579nm喇曼黄光激光器

报道了579nm高功率KGd(WO4)2喇曼晶体外腔式喇曼黄光激光器的输出特性.基于808nm脉冲激光二极管侧面泵浦Nd∶YAG陶瓷、腔内BBO电光晶体同步延迟调Q和Ⅰ类临界相位匹配的LBO晶体腔外倍频方案,并通过外腔式KGW晶体Ng轴二阶斯托克斯喇曼频移,获得了579.54nm黄光激光输出.当脉冲信号重复频率为1kHz、532nm泵浦光最高平均功率为5.02W、脉冲宽度为10.1ns时,获得了最高平均功率2.58 W、脉冲宽度7.4ns、峰值功率348.6kW的579.54nm二阶斯托克斯喇曼黄光激光输出;532nm至579.54nm的光-光转化效率为51.4%、斜率效率为54.8%,光束质量因子Mx2-579.54=5.829、My2-579.54=6.336,输出功率不稳定性小于±2.35%.实验表明:外腔式喇曼结构能够高效地获得喇曼黄光,具有很高的光-光转化效率及良好的功率稳定性,并通过脉冲LD结合同步延迟电光调Q可获得高重复频率、高平均功率、窄脉冲宽度和高峰值功率的黄光激光输出.     

KGW 晶体外腔式高功率579 nm喇曼黄光激光器

报道了579 nm高功率KGd(WO₄)₂喇曼晶体外腔式喇曼黄光激光器的输出特性.基于808 nm脉冲激光二极管侧面泵浦Nd:YAG陶瓷、腔内BBO电光晶体同步延迟调Q和Ⅰ类临界相位匹配的LBO晶体腔外倍频方案,并通过外腔式KGW晶体Ng轴二阶斯托克斯喇曼频移,获得了579.54 nm黄光激光输出.当脉冲信号重复频率为1 kHz、532 nm泵浦光最高平均功率为5.02 W、脉冲宽度为10.1 ns时,获得了最高平均功率2.58 W、脉冲宽度7.4 ns、峰值功率348.6 kW的579.54 nm二阶斯托克斯喇曼黄光激光输出;532 nm至579.54 nm的光-光转化效率为51.4%、斜率效率为54.8%,光束质量因子M_x-579.54²=5.829、M_y-579.54²=6.336,输出功率不稳定性小于±2.35%.实验表明:外腔式喇曼结构能够高效地获得喇曼黄光,具有很高的光-光转化效率及良好的功率稳定性,并通过脉冲LD结合同步延迟电光调Q可获得高重复频率、高平均功率、窄脉冲宽度和高峰值功率的黄光激光输出.     

高效率,窄脉冲1 198.5 nm Ba(NO3)2喇曼激光器

利用1064nm的Nd∶YAG激光抽运振荡腔内的硝酸钡晶体,获得高效率、窄脉冲的喇曼激光输出.硝酸钡晶体由水溶液降温法生长,长度为48 mm.喇曼振荡腔由对抽运光、一阶、二阶斯托克斯光有不同反射率的双色平面镜构成.当抽运光功率达到4.5 W时,获得最高的一阶斯托克斯喇曼激光功率为1.48 W,相应的转换效率为32.9%,并测得斜率效率为40%.由于受激喇曼散射的作用,喇曼脉冲光由抽运脉冲光的19.8 ns压缩为2.4 ns,获得的喇曼激光脉冲波形具有的“上升沿陡峭、下降沿缓慢”的特性,对其形成过程作了定性分析.测得喇曼激光的波长为1 198.5 nm,半峰全宽（FWHM）为1.2 nm.