5.4TW/46fs级台式钛宝石超短超强激光系统

报道实验室建立的一套基于啁啾脉冲放大技术的小型化台式钛宝石超短超强激光系统 ,激光脉冲输出的峰值功率达到 5 .4TW ,中心波长为 790nm ,脉宽 <46fs,单脉冲激光能量为 2 5 0mJ ,能量起伏 <± 3% ,重复频率为 1 0Hz等 .整个系统布置在 <1 0m2 的实验室台面上 .     

钛宝石飞秒激光脉冲的产生和高重复率放大及压缩实验研究

国内首次完成的高重复率掺钛蓝宝石(简称钛宝石)飞秒激光脉冲的产生和放大实验研究工作,用自行设计的钛宝石激光器实现了最短脉宽为 15 fs、谱宽为 80nm、平均输出功率为 200mW的自锁模脉冲的稳定输出,以此作为种子脉冲,在钛宝石放大器中采用啁啾脉冲再生放大技术,经展宽、放大、压缩后获得重复率 5 kHz、单脉冲能量大于100μJ、脉宽小于50fs的超短脉冲.文中就该系统的设计及实验结果进行了分析和讨论.     

高效率太瓦级飞秒掺钛蓝宝石激光装置

以国产元件为主自行研制建立的一台超强超短掺钛蓝宝石激光装置. 通过飞秒脉冲振荡器、脉冲展宽器、预放大器等单元系统中的系列新设计,有效地减小了光谱窄化效应、种子脉冲展宽不足、材料色散等问题,在290 mJ的泵浦能量下,得到单脉冲能量36 mJ、压缩脉宽25 fs、 峰值功率大于1.4 TW、能量稳定度优于±3%的高强度激光脉冲.系统的主放大效率大于32%,占用尺寸不到3 m².     

一维He与超短强激光脉冲相互作用的经典模型

采用经典理论研究了一维氦原子与超短强激光脉冲相互作用的动力学过程 .利用经典理论中的系综平均方法 ,对氦原子的一阶和二阶电离几率的时间演化进行了数值模拟 .并对模拟结果进行了分析 .     

超短脉冲激光与等离子体相互作用中产生的轴向磁场的测量

对超短脉冲激光与等离子体相互作用中产生的准静态轴向磁场进行了实验研究.利用Faraday效应,对超短脉冲激光与高密度等离子体相互作用产生的背向散射光的偏振面的偏转角度进行了实验测量,并由此观察到超短脉冲激光与高密度等离子体相互作用产生的轴向磁场强度的空间分布,其最大值高达(170±50) T.这一轴向磁场主要是由等离子体动力学效应所产生的     

超短脉冲激光与固体靶相互作用产生的超热电子的行为研究

用几种不同的实验方法系统地研究了超短脉冲激光与固体靶相互作用产生的超热电子的行为,发现在800 nm,5×10¹⁵ W/cm2的激光与固体靶相互作用时,由于共振吸收的作用使产生的超热电子呈空间定向发射,发射的方向与等离子体对激光能量的吸收密切相关,同时超热电子的发射也与超热电子的电子能量有关,能量越高发散角越小.超热电子的能谱显示超热电子的最大能量大于500 keV,能谱结构呈双温Maxwell分布.     

45fs钛宝石强激光场中Ar与Ne气的高次谐波辐射的实验研究 *

以Ar气为工作介质 ,研究了激光强度、工作介质密度对高次谐波辐射的影响 .结果表明 ,足够高的激光强度和气体密度是获得更大强度更高次谐波的基本条件 .观察到可分辨的最高谐波次数为第81次(相应的波长为969nm) ,不可分辨的谐波辐射不低于第91次 (相应的波长为863nm) ,这是目前世界上从Ar气中观察到的最高级次(最短波长)的谐波辐射 .理论分析表明 ,更高次谐波是从Ar⁺产生的 .以Ne气为工作介质 ,通过观察Ne⁺的特征谱线 ,研究了气体电离产生的自由电子对高次谐波辐射的破坏作用 .目前 ,以Ne气为工作介质观察到的可分辨的最高次谐波为第107次(相应波长为7.33nm) .而观察到的不可分辨的谐波辐射不低于第131次谐波(相应波长短于5.99nm) .     

基于L-S广义热弹性理论YSZ在超短脉冲下的热力响应北大核心CSCD

基于L-S广义热弹性理论,考虑材料比热容随温度变化,建立了含有内热源的热弹耦合系统控制方程.利用有限元方法研究了氧化钇四方氧化锆(YSZ)在超短脉冲激光作用下的热力响应,获得了材料比热容随温度变化、激光的脉冲宽度等对热力响应的影响,以及机械波在材料中的反射.研究发现,多次脉冲作用下,材料的应力、位移曲线均出现波动,力学响应对加热更加敏感,比热容随温度变化会导致热力响应降低,该研究对提高超短脉冲激光加工质量具有重要的指导作用.     

TW(1012W)飞秒激光作用下的超连续光谱的实验研究

利用飞秒脉冲啁啾放大系统所产生的TW级飞秒强光脉冲,以液体介质为研究对象,研究了不同介质长度(作用长度)、不同泵浦强度、介质的基频和倍频飞秒光脉冲的超连续光谱特性,在液体中实现了具有光谱“平台”效应的高转换率宽光谱,边缘光谱强度仅低于中心1个数量级,同时还研究了超连续谱形成过程中自相位调制(SPM)效应与四光子参量效应的作用。     

强激光驱动的多阱系统动力学研究

构造一个多阱系统来模拟强激光照射下惯性约束的电离团簇的动力学行为,电子在强激光场的驱动下将在该多阱联合势场中运动.联合势场在激光场的作用下,其电离势垒很容易被降低,因而团簇的“雪崩电离”导致了增强的谐波辐射.多个吸引阱(离子所表现的)的作用使电子束缚能增加以及该系统有较高的极化率.强激光驱动的多阱系统能成为有效的相干短波长辐射源.     

脉冲系统输入—输出到状态稳定的Lyapunov条件

在一定的条件下,通过对时间域分割成不同的区间段然后应用Lyapunov函数分析方法给出了脉冲系统输入—输出到状态稳定(IOSS)的一个充分条件,另外,讨论了积分输入—输出到状态稳定的情况.     

飞秒激光脉冲掺Er3+光纤放大过程中的高阶孤子压缩效应与增益特性的实验研究 *

报道1 .531 μm飞秒激光脉冲在掺Er³⁺光纤放大器放大过程中产生高阶孤子压缩效应和增益特性的实验研究结果 .采用同向泵浦方式下 ,平均功率146 μW、脉宽480fs的种子光脉冲通过6m长高浓度掺Er³⁺光纤放大后光脉冲宽度压缩为260fs,平均输出功率14.5mW ,对应的单脉冲能量约0.691 nJ ,峰值功率2657.7W ,重复率20.84MHz,同时光谱发生分裂 ;而经过 3m长掺Er³⁺光纤放大后光脉冲的光谱在不同泵浦功率点保持单峰 .实验中还测量到在逆向泵浦下 ,放大后的光脉冲随泵浦激光功率的增加 ,脉宽呈现出反常压缩状态 ,即光脉冲先随泵浦激光功率的增加而压缩 ,当泵浦激光功率为38mW时 ,放大后光脉冲宽度达到最短309fs,接着随泵浦激光功率的增大 ,放大后的光脉冲宽度呈展宽趋势 ,而在不同泵浦激光功率点 ,放大后光脉冲的光谱保持单峰结构 .     

具脉冲扰动和时滞效应的拟线性抛物系统的(强)振动分析北大核心CSCD

研究一类具脉冲扰动和时滞效应的拟线性抛物系统的(强)振动性问题,利用新的处理拟线性扩散项的技巧和脉冲时滞微分不等式,建立了该类系统在Neumann边值条件下所有解(强)振动的若干新的充分条件.所得结果充分表明系统振动是由脉冲扰动和时滞效应引起的.     

一类非线性动态系统的混合H2/H∞模糊输出反馈跟踪控制

讨论一类非线性动态系统的混合H2/H∞模糊输出反馈跟踪控制问题。首先利用T-S模糊模型对系统进行建模,然后设计基于观测器的控制器,使跟踪误差尽可能的小,并且对于任何有界参考输入,满足给定的H∞跟踪性能,以及在满足给定的H∞跟踪性能下,达到H2次优控制性能,最后将观测器与控制器的设计问题转化为EVP(特征值问题)。