离散效应对高强度激光三次谐波转换的影响

 使用分步傅里叶变换和四阶龙格库塔法(R-K) ，对高强度激光以Ⅰ/Ⅱ类角度失谐方式，在KDP晶体中的谐波转换进行了研究，详细讨论了离散效应对三次谐波转换的影响。结果表明，离散效应不但降低了三次谐波转换效率，而且使谐波光束质量显著降低；初始入射基频光束腰半径较小时，离散效应是二次谐波转换和三次谐波转换效率降低的主要因素，失谐角对三次谐波转换的影响较小；随着束腰半径的增加，离散效应的影响逐渐减小，失谐角对三次谐波转换的影响逐渐增加。     

二次谐波转换中的衍射和离散效应

以I类匹配KDP晶体中高斯光束的二倍频为例,对衍射和离散两种因素对二次谐波转换效率的影响作数值模拟计算。结果表明,衍射的影响非常小。当入射超高斯光束口径非常小时,离散效应的存在将大大降低倍频转换效率。随着入射光束口径的增大,离散效应的影响相应地减小,甚至可以忽略。     

二次谐波转换中的衍射和离散效应

 以I类匹配KDP晶体中高斯光束的二倍频为例,对衍射和离散两种因素对二次谐波转换效率的影响作数值模拟计算。结果表明,衍射的影响非常小。当入射超高斯光束口径非常小时,离散效应的存在将大大降低倍频转换效率。随着入射光束口径的增大,离散效应的影响相应地减小,甚至可以忽略。     

高强度三次谐波转换对光束质量的影响

分别利用光强对比度和功率谱密度作为激光束的振幅调制和位相畸变的定量描述参量,研究了在高功率条件下,三次谐波转换过程对激光光束质量的影响,详细分析了基频光的光束质量与三倍频光光束质量的定量变化关系.     

高斯光束第Ⅱ类二次谐波振荡的离散效应

利用直观推断法(heuristc)讨论了离散效应在高斯光束第Ⅱ类相位匹配(PM)二次谐波振荡(SHG)过程中的影响,导出了适用于任意离散参量 B和聚焦参量ξ的高斯光束第Ⅱ类PM SHG转换效率的孔径积分公式.     

高斯光束第Ⅱ类二次谐波振荡的离散效应

利用直观推断法(heuristc)讨论了离散效应在高斯光束第Ⅱ类相位匹配(PM)二次谐波振荡(SHG)过程中的影响,导出了适用于任意离散参量B和聚焦参量ξ的高斯光束第Ⅱ类PMSHG转换效率的孔径积分公式.     

时间位相调制对高强度三次谐波转换的影响

在惯性约束聚变研究中,为了利用光谱色散进行光束匀滑以及抑制KDP晶体等大口径光学元件中的横向受激布里渊散射,通常需要对激光脉冲进行时间位相调制.详细讨论了高功率条件下KDP晶体Ⅰ/Ⅱ角度失谐三倍频方案中,时间位相调制对三次谐波转换效率和脉冲频谱的影响.研究结果表明,时间位相调制会导致三次谐波转换效率明显下降.     

宽带钕玻璃激光的高效三次谐波转换

提出了一种新颖的宽频带钕玻璃激光三倍频技术组合激光工作模式（宽带激光与窄带激光混频）方案。数值模拟研究表明:利用窄线宽钕玻璃激光脉冲,可以缓解宽频带激光谐波转换过程中群速度失配对转换效率的影响,从而提高宽带钕玻璃激光的转换效率;并且该方案可以与目前使用成熟的双和频晶体方案结合,从而能支持目前钕玻璃激光装置能达到的最大带宽约5 nm的高效三倍频（理论上效率达约80%）。     

高强度三次谐波转换中位相扰动的变化

以I/II类角度失谐三倍频方案为例,详细讨论了在高强度三次谐波转换过程中入射基频光的位相扰动和振幅调制对三倍频光位相扰动的影响,定量分析了基频光和三倍频光的位相扰动之间的变化关系。模拟结果表明,三倍频光的位相扰动幅度近似为基频光的三倍;入射基频光的位相分布对三倍频光的影响比振幅调制的影响更加明显,但是当入射功率密度较大时,基频光的振幅调制对三倍频光位相分布的影响明显增大。     

高强度三次谐波转换中位相扰动的变化

 以I/II类角度失谐三倍频方案为例，详细讨论了在高强度三次谐波转换过程中入射基频光的位相扰动和振幅调制对三倍频光位相扰动的影响，定量分析了基频光和三倍频光的位相扰动之间的变化关系。模拟结果表明，三倍频光的位相扰动幅度近似为基频光的三倍；入射基频光的位相分布对三倍频光的影响比振幅调制的影响更加明显，但是当入射功率密度较大时，基频光的振幅调制对三倍频光位相分布的影响明显增大。     

激光驻波场中钠原子沉积图样的理论研究

原子在近共振激光驻波场中受光的作用力汇聚沉积，形成以激光半波长为周期的光栅结构. 利用半经典模型对钠原子束在不饱和驻波场中的运动行为进行了理论研究，用数值方法模拟出在考虑横向温度、纵向速度和自由飞程后钠原子沉积的光栅结构，通过半高宽、对比度对最终沉积图样进行表征，分析了这些因素对沉积的影响，为正在开展的原子光刻实验提供了必要的理论依据. 关键词： 原子沉积 半经典模型 激光驻波场     

驻波激光场中囚禁离子内外自由度熵的演化特性

从描述囚禁离子与驻波激光场相互作用的Jaynes-Cummings（J-C）模型出发,导出了囚禁离子谐振动单量子共振激发相互作用的非线性J-C模型。通过求解这一模型下系统态和离子系统熵的演化规律,数值研究了囚禁离子的熵演化与Lamb-Dick参数  、离子在驻波激光场中的位置以及初始声子强度之间的关系。结果表明,离子熵的演化呈现非周期性的振荡。随着参数  的增大,囚禁离子熵演化的振荡频率变大,囚禁离子内外自由度退纠缠的时间变短。当离子质心的位置从驻波激光场的波节移向波腹,囚禁离子熵演化的振荡频率变小,离子与声子自由度退纠缠的时间变长。如果初始声子场强度较小,离子熵随时间的演化强烈地表现为不规则的振荡,且振荡频率较大;随着初始声子场强度变大,离子熵的演化类似于J-C模型中的场熵演化,不规则的振荡频率逐渐变小。     

沟道效应作用下中性原子在激光驻波场中的沉积特性研究

基于半经典理论,建立了中性原子与激光驻波场相互作用的模型,分析了中性原子在激光驻波场沟道效应作用下运动轨迹及沉积特性,探讨了球差、色差和原子束发散角对沉积条纹的影响. 得到了上述三种影响因素下纳米光栅的半高宽分别为0.532,12.16,96.70 nm. 仿真结果表明,随着原子束发散角度的增加,沉积条纹的对比度将会下降,当原子束发散角分别为0.1 mard时,其对比度为85.2：1,发散角为0.3 mrad时,条纹对比度为5.33：1,而当发散角增加至0.5 mrad以上时,沉积条纹将会出现分裂现象,导致条纹的恶化. 关键词： 激光驻波场 纳米光栅 沟道效应     

用激光法测量凹透镜焦距的探究

结合简单的几何原理,根据激光光源的特性提出了一种简便测量凹透镜焦距的新方法.     

Aberration analysis of electron mirrors by a differential algebraic method

A differential algebraic (DA) method has been developed for the aberration analysis of electron mirrors. Since large ray slopes occur near the turning points in mirrors, the axial position is no longer suitable as the independent variable and the electron trajectory equation used in conventional lens theory is no longer feasible. A DA solution of the electron motion equation, wherein a single DA ray trace is performed on a non-standard extension of real number space called _nD_v, enables the aberrations of a mirror system to be obtained, in principle up to arbitrary order n, and with very high accuracy, due to the remarkable algebraic properties of _nD_v. With the DA method, the enormous effort to derive explicit formulae for the aberration coefficients of electron mirrors is avoided. A software package MIRROR_DA has been developed for the aberration analysis of electron mirrors, based on the DA method. Two examples of electron mirrors are presented. For the first example, for which the electrostatic and magnetic fields are represented by analytical models, the results computed with MIRROR_DA were shown to be in good agreement with those extracted by direct ray tracing, with relative deviations of less than 0.065% for all the primary aberration coefficients. The second example consists of a real magnetic lens and electrostatic mirror, with numerically computed fields, and from the results of MIRROR_DA, the spherical aberration coefficient C_s3 is almost cancelled out because of the correction effect of the mirror. The MIRROR_DA software is a novel, effective and precise tool for the aberration analysis of electron mirrors, capable of handling realistic and complicated systems of electron lenses and electron mirrors.     

柱透镜和弯月透镜实现半导体激光器光束整形

针对半导体激光器的发光特点,设计了半导体激光器的光束整形系统。首先采用柱透镜准直和偏转沿Y轴发散的光束;然后再采用望远系统对X轴发散的光束进行准直和扩束;最后采用弯月透镜对发射光束压缩,实现半导体激光器的光束整形,降低光束发散角,提高光束质量。利用ZEMAX软件模拟系统,结果表明,整形后输出光束沿X轴和Y轴的发散角变为4.922mrad,输出光斑直径为1.2707mm,整形系统总长度为65.6618mm,各元件的最大直径为20.52mm,输出光束质量和系统结构都优于同类产品。     

固体中脉冲激光激发声表面波的理论研究

本文运用本征函数展开的方法对固体材料中脉冲激光激发的声表面波进行了理论研究，在考虑热弹激发的条件下，利用三维的轴对称模型，得到了脉冲激光光源的脉冲宽度以及聚焦半径对固体材料中声表面波信号的时域及频域的影响，对进行超短脉冲激光激发超声的研究具有指导意义。     

Fabrication of a curved linear grating by using a laser direct writer system

We present the lithography technique to fabricate a curved linear grating by using a Cartesian coordinates laser direct writer (LDW) system. The grating with the period of 15 μm is made on the convex lens surface. This is a new application of the LDW system. After the chromium coating and the photoresist removing procedures, a convex reflecting grating is obtained.     

用完全非共振光驻波聚焦原子制作纳米结构分析

用完全非共振激光驻波场对热原子束实现纳米量级的聚焦，可以降低原子光刻试验的难度. 用蒙特卡罗算法和轨迹模拟法分析原子源对原子聚焦的影响，结果表明靶的有效尺寸对纳米 图形线宽的影响远大于原子束的发散角和原子的纵向速度分布. 提出几种改进试验的方法. 关键词： 完全非共振激光驻波场 原子聚焦 纳米结构制作