软X射线激光偏折法测量激光等离子体电子密度分布

利用脉宽约为50ps的类镍银139nm软X射线激光作为探针,探测由脉宽80ps的驱动激光打C8H8靶产生的等离子体在1ns后的电子密度分布信息,获得了清晰的莫尔条纹图像.对结果的处理,给出了峰值电子密度为11×1021cm-3,并对在靶面附近莫尔条纹的消失现象作了初步解释 关键词： 软X射线激光探针 莫尔条纹 等离子体电子密度     

基于Fokker-Planck方程的电介质材料短脉冲激光破坏机制分析

基于Pokker-Planck方程,建立一个描述短脉冲激光作用下电介质材料中导带电子能量分布随时间变化的模型,用数值方法计算电子能量分布与电子数密度随时间的演化过程,根据临界等离子体密度准则得到了不同激光脉冲宽度和波长下电介质材料（以SiO2为例）的破坏阈值。结果发现,尽管激光波长通过3种途径对材料破坏阈值的确定产生影响,但三者的共同作用导致在激光波长分别为1 060,800,532 nm时材料破坏阈值随脉宽变化曲线十分接近。讨论了碰撞电离、光致电离两种机制对材料激光破坏分别所起的作用：当激光脉宽大于1 ps时,碰撞电离对材料的破坏起主要作用;当激光脉宽小于1 ps时,光致电离对破坏阈值的影响越来越明显,但是碰撞电离仍然不可忽略,碰撞电离与光致电离同时起重要作用。     

激光波长及脉宽对光学材料抗损伤性能的影响

 基于能带理论,利用激光与光学材料相互作用的理论模型,研究了激光辐照下材料导带自由电子数密度的变化,讨论了材料损伤阈值与激光波长、脉冲宽度、材料禁带宽度之间的关系,数值分析了激光波长和脉冲宽度对损伤阈值的影响。结果表明:当脉宽小于1 ps时,材料损伤阈值随脉宽增大而减小;当脉宽大于1 ps时,材料损伤阈值随脉宽增大而增大;激光波长为10 fs~10 ns,损伤阈值随着波长的减小而减小。     

双脉冲驱动锗薄膜靶高增益X射线激光实验

利用窄脉宽,低能量并具有一定时间间隔的两束激光脉冲驱动薄膜锗靶,获得高增益X射线激光的实验方法和结果,每束入射激光能量仅几十焦耳,脉宽100—160ps,两脉冲时间间隔35Ops,所用的靶为锗薄膜靶,其长为10mm,厚为34.0nm,实验中利用掠人射光栅谱仪观测到类氖锗3s—3PJ=0—1和J=2—1两条激光线,它们的波长分别为19.61nm和23.63nm,折射角均为12mrad,人发散用分别小于10.8mrad和17.8mrad. 关键词：     

瞬态电子碰撞激发类氖锗19.6nm X射线激光的理论研究

近来，许多实验室仅采用一个脉宽为几个ps的短脉冲就得到了强放大的软X射线激光.这表明瞬态是来得及电离的.为此，在类氖锗的瞬态电子碰撞激发19.6nm 波长X射线激光研究中，提出了采用低预脉冲产生低电离度的预等离子体，后续一个ps级短脉冲既电离又加热等离子体的驱动方式.并用系列程序进行了模拟.模拟结果表明，这种驱动方式也可以得到高增益. 关键词： X射线激光 等离子体 增益系数 瞬态电子碰撞激发     

短脉冲激光刻蚀加工铜材料的机制

 利用数值模拟方法,研究波长1 064 nm、脉冲宽度介于1~20 ps的激光在刻蚀铜靶时,单次脉冲作用下非平衡场刻蚀和热平衡刻蚀两种机制的竞争过程。结果表明：随着脉冲宽度的增加,刻蚀过程由非平衡电荷分离场刻蚀占主导地位转变为热平衡刻蚀起主要作用,且脉冲宽度和激光峰值功率密度增大到一定程度后,各种电子加速机制在不同时刻开始突显,电子能量分布出现多峰结构。在能量密度为15 J/cm2的激光作用下,1和5 ps脉宽对应的非平衡场刻蚀深度分别为110和101 nm,10和20 ps脉宽分别为25和18 nm。     

短脉冲激光刻蚀加工铜材料的机制

利用数值模拟方法,研究波长1 064 nm、脉冲宽度介于1~20 ps的激光在刻蚀铜靶时,单次脉冲作用下非平衡场刻蚀和热平衡刻蚀两种机制的竞争过程。结果表明：随着脉冲宽度的增加,刻蚀过程由非平衡电荷分离场刻蚀占主导地位转变为热平衡刻蚀起主要作用,且脉冲宽度和激光峰值功率密度增大到一定程度后,各种电子加速机制在不同时刻开始突显,电子能量分布出现多峰结构。在能量密度为15 J/cm2的激光作用下,1和5 ps脉宽对应的非平衡场刻蚀深度分别为110和101 nm,10和20 ps脉宽分别为25和18 nm。     

飞秒激光烧蚀硅表面产生等离子体的发射光谱研究

对中心波长为800 nm,脉宽为100 fs的激光脉冲烧蚀空气中硅(111)产生的等离子体发射光谱进行了时间和空间分辨研究. 结果表明,在等离子体羽膨胀初期(小于50 ns时间范围内),等离子体发射光谱主要由连续光谱构成,此后连续光谱强度逐渐减弱,线状光谱开始占主导地位;在羽体膨胀过程中离子谱线的存在时间短于原子谱线的存在时间. 由时间分辨发射光谱发现在羽体膨胀过程中等离子体辐射波长存在红移现象,波长红移量随时间演化呈二次指数衰减. 最后给出等离子体发射光谱谱线强度的时空演化规律. 关键词： 飞秒激光 脉冲激光烧蚀 等离子体 发射光谱     

利用多分幅光学探针诊断系统研究激光等离子体

在六路钕玻璃激光等离子体实验装置上,建立了波长0.63μm,脉宽50ps的多幅可见光探针诊断系统。利用该系统对激光产生的等离子体进行了干涉和阴影照相、干涉和法拉第旋转测量等分幅综合诊断研究,并且进行了五时间点分幅的干涉或阴影照相及条纹相机快速扫描诊断研究,得到了等离子体中电子密度轮廓的变化、不均匀性喷流结构、自生磁场等重要物理信息。 关键词：     

两级喇曼压缩系统配偏振干涉仪诊断等离子体电子密度

 在星光Ⅱ铷玻璃激光装置上,采用两级喇曼压缩系统产生的波长为308 nm的紫外光作为探针束,配合Nomarski偏振干涉仪对金平面靶冕区激光等离子体进行诊断。308 nm光具有波长短、亮度高、脉冲时间短、相干性好的优点,作为探针束诊断冕区产生的等离子体电子密度,可以与高功率激光装置打靶激光同步,实现有效地脉冲压缩,同时避免等离子体中谐波分量的干扰。实验获得了308 nm紫外探针光偏振干涉条纹图,在研究Abel反演算法的基础上,利用自行研制的基于Windows操作系统的实验数据处理软件,对实验数据进行了处理和分析,得到了冕区等离子体电子密度的空间分布。结果表明：两级喇曼压缩系统配偏振干涉能有效抑制主束谐波影响,以更高时间分辨测量等离子体的更高密度区域。     

Simple generation of high-power,picosecond, tunable excimer laser pulses

A single excimer laser (a modified commercial oscillation-amplifier combination) is used to pump a dye laser generating a single ps pulse at twice the excimer wavelength and to amplify the frequency-doubled pulse to high peak powers. With XeCl at 308 nm an output pulse energy of 10 mJ with <5 ps pulse width was achieved with <5% ASE energy.     

Excimer-laser-pumped ps-dye laser

Generation of single dye laser pulses of 12 ps pulse width (FWHM) and 1.2 mJ pulse energy is described using only one XeCl-excimer laser as pump source. At 1 Hz pulse repetition rate the stability of amplitude and pulse width of these pulses is excellent.     

Design of Highly Directive Ni-Like Ag X-Ray Laser at 13.9nm

We theoretically investigate a 13.9nm Ni-like Ag x-ray laser using a one-dimensional hydrodynamic code coupled with an atomic physics data package. The population inversion is transiently pumped by a grazing incident 0.5ps main pulse irradiating into an optimized plasma, which is generated by a normal incidence 300ps pulse and a subsequent grazing incidence 300ps pulse. The effect of the grazing-incidence angle on the source position of the output x-ray laser is investigated. Near zero deflecting angle is found for the peak output intensity of the Ni-like Ag x-ray lasers, with a small FWHM divergence of 5mrad. It is predicted that saturation can be achieved with a total pump energy of 165mJ.     

A comparison of ns and ps steam laser cleaning of Si surfaces

We report a quantitative investigation on the efficiency of the steam laser cleaning process using ns and ps pulses. Well-characterized polymer particles with a diameter of 800 nm dispersed on commercial Si wafers were chosen as a modeling contaminant system. As a result of our investigation, we show for the first time the feasibility of performing efficient steam laser cleaning with ps laser pulses and compare the achieved efficiency with the one obtained for ns pulses. For ns pulses, we found a cleaning fluence threshold of 50 mJ/cm² that is independent of the pulse durations (2.5 ns and 8 ns) and the wavelengths (532 nm and 583 nm) used. The application of ps pulses (FWHM=30 ps, 5=583 nm) lowered this threshold to 20 mJ/cm². Both cleaning thresholds are far below the melting thresholds for these laser parameters. Cleaning efficiencies >90% were reached for both pulse durations.     

Short uv laser pulse generation by quenching of resonator transients

Short (<0.5 ns) ultraviolet laser pulse generation by quenching of resonator transients is described. An output energy of 100–150 nJ at λ=340 nm is obtained using a pump energy of only 5–7 mJ at 308 nm. This pulse was amplified up to 100 μJ by a two stage amplifier.     

神光-III激光装置时标激光和任意反射面速度干涉仪探针光源产生技术

在惯性约束聚变研究中, 时标激光是对物理诊断数据进行分析的重要时间标尺, 而任意反射面速度干涉仪(VISAR)光源则是冲击波精密诊断必不可少的探针光源. 通过对物理需求的分析, 提出对时标激光与VISAR光源共用脉冲产生单元, 采用时分复用技术实现二者在同一台幅度调制器上的精密整形, 经1×2分束后再通过声光开关进行选择输出, 从而降低了系统造价, 便于集中控制. 采用了脉冲稳偏、高稳定空间放大、高精度温控谐波转换技术及可快速插拔精密复位的光纤耦合和传能技术, 实现了时标和VISAR光源脉冲的高稳定输出. 研制的时标激光系统可产生与主激光高精度同步的12路二倍频、4路三倍频时标信号, 为神光-III激光装置物理实验提供了重要的时间基准. 产生的VISAR光源脉冲在经过光纤系统和Nd: YAG棒状放大器后, 通过温控LBO晶体倍频, 然后经1 mm芯径的多模传能光纤传输至成像型VISAR系统, 为物理实验提供了单纵模、高亮度、可精密整形的脉冲激光. 系统已用于VISAR诊断物理实验, 获得了完整的冲击加载、减速的图像, 从而为冲击波调速及相关高压物理实验提供了可靠的技术手段.     

Direct Generation of Tunable UV Picosecond Laser Pulses Using Spectrotemporal Selection

ＤｉｒｅｃｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＴｕｎａｂｌｅＵＶＰｉｃｏｓｅｃｏｎｄＬａｓｅｒＰｕｌｓｅｓＵｓｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｔｅｍｐｏｒａｌＳｅｌｅｃｔｉｏｎＮｇｕｙｅｎＤａｉＨｕｎｇ１）ＹｕｓａｂｕｒｏＳｅｇａｗａ（ＰｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃＲｅｓｅａ...     

增益开关型Ti~(3+):Al_2O_3对激光器的时间特性研究

本文报道增益开关型Ti~(3+) :Al_2O_3激光器输出脉冲的时间特性;给出激光器在宽带输出及调谐工作状态下,输出脉冲的时间特性曲线.实验中获得最小的脉宽为1.2ns.在一定的实验条件下,脉冲宽度可在5～27.5ns范围内连续变化.在调谐状态下,用一输出耦合镜得到波长可调谐范围为730～850nm.用三块棱镜作调谐器,在中心波长780nm处,最大输出能量为4.7mJ,谱线宽度为0.13nm(FWHM).     

LiB3O5参量调谐蓝紫光单脉冲皮秒激光器

利用Nd~(3+):YAG主被动锁模加晶体管雪崩吸收单选,再放大、倍频、混频,产生30ps,355nm激光单脉冲,用它泵浦Ⅱ类非临界相应匹配的LiB_3O_5光参量发生器,在精密温度控制下,获得415.9～482.6nm的蓝紫光可调谐输出,线宽0.15nm,最高参量转换效率37.6%,可输出能量为6.33mJ,峰值功率为211MW的皮秒激光单脉冲.     

Direct generation of sub-nanosecond pulses in a high-pressure miniature excimer laser

Direct generation of subnanosecond pulses in a 9.0 cm discharge-length high-pressure XeCl laser is reported. The shortest pulse obtained was 670 ps (FWHM) with an energy of 1.2 mJ corresponding to 1.8 MW peak power.