H_2、D_2及H_2/D_2混合气体受激拉曼特性研究

受激拉曼散射是扩展激光波长的重要方法,但是气体中非线性光学过程对受激拉曼光的影响非常复杂,实验研究受激拉曼光与气体气压及拉曼池耦合透镜焦距的关系是实际应用受激拉曼光的重要手段。设计了受激拉曼实验装置及其测量系统,采用Nd:YAG激光器的四倍频激光266 nm作为抽运源,活性气体(H2、D2及H2/D2混合气体)分别被密封在长为100 cm的拉曼管中,输出的拉曼激光由棱镜分光后用能量计采集保存用以研究拉曼散射特性。给出了H2、D2及H2/D2混合气体的各级Stokes和反Stokes受激拉曼激光能量与气体气压及透镜焦距的关系。获得了217.84~447.15 nm之间的12条激光谱线,有效地扩展了拉曼激光的应用范围。研究结果对气体受激拉曼光的实际应用具有十分重要的价值。     

氦氢混合气体中受激拉曼散射的脉宽特性

308nm准分子激光泵浦的氢拉曼散射介质中渗入一定比分的氦气,其输出的一阶斯托克斯光S1的脉宽将发生变化。实验获得不同氦比分的S1脉宽在20-45ns之间,与渗入氦的浓度有关。从氦对氢拉曼增益系数的影响,对实验结果进行了理论分析。     

氦氢混合气体中受激拉曼散射的脉宽特性

 308nm准分子激光泵浦的氢拉曼散射介质中渗入一定比分的氦气，其输出的一阶斯托克斯光S1的脉宽将发生变化。实验获得不同氦比分的S1脉宽在20-45ns之间，与渗入氦的浓度有关。从氦对氢拉曼增益系数的影响，对实验结果进行了理论分析。     

皮秒激光抽运高压H_2的受激拉曼散射研究

利用Nd :YAG锁模序列脉冲激光 (10 6 4nm)抽运充有高压H2 的拉曼池 ,输出光束经棱镜分光后投射在屏上 ,在可见光及近紫外光区用彩色胶卷摄得 15个受激拉曼散射光斑 ;经 1m光栅摄谱仪摄谱 ,在 36 5— 6 0 5nm波长范围内得到 6 5条受激拉曼谱线 .通过实验结果与理论计算值的比较 ,证明除了H2 的振动拉曼频移量 4 15 4 6cm- 1 外 ,还有多个振动及转动拉曼频移量共同参与作用 ,从而产生了从紫外到红外众多波长的受激拉曼散射光 .     

非线性拉曼激光雷达系统检测CO2气体的受激拉曼过程

 利用气体的受激拉曼散射增益效应的非线性雷达技术是探测大气中的CO₂气体的重要方法，用Nd:YAG固体激光器（1 064 nm）的三倍频光（354.7 nm）注入装有CO₂和N₂高压气体的拉曼管中，气体的受激拉曼散射（SRS）过程产生两种气体的一阶斯托克斯光，用来作为拉曼雷达的发射种子光源。介绍了产生光源的实验装置，论述了SRS中气体气压变化与一阶斯托克斯光能量输出变化的定量关系，得到最佳能量输出的优化条件，并对SRS中一阶斯托克斯光产生过程的物理机制进行了讨论。并根据光源的试验结果，设计了非线性受激拉曼雷达系统，对前期的普通拉曼雷达进行了实验，得到了初步的实验结果。     

组合光纤中受激拉曼散射和四波混频研究

在抽运光和耦合条件不变的情况下,研究了熔接组合的非零色散位移单模光纤(NZDSF)和标准单模光纤(SMF)中的受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)产生和传输特征。采用532 nm脉冲激光抽运NZDSF,从20 m处开始产生以LP₀₁模传输的SRS第一级Stokes光;紧接着在30 m处产生了FWM,SRS受到FWM抑制,传输模式逐渐转化为LP₁₁模;经过80 m处熔接点后,由于熔接处双锥光纤结构使光场模式互相干涉,光波模式恢复为LP₀₁模,FWM受到抑制。该现象和机理有利于抑制密集波分复用(DWDM)系统中光学非线性失真和促进光孤子通信系统的发展。     

KDP晶体受激拉曼散射特性

详细比较了磷酸二氢钾(KDP)晶体的自发拉曼散射和受激拉曼散射光谱,在受激拉曼散射(SRS)中观察到了自发拉曼散射中最强的振动模的三阶Stokes光(559.43,589.74,623.50nm),由于其他振动模的受激拉曼散射增益系数较小,其SRS光谱未观察到。另外,比较了传统生长的未退火和退火后的KDP晶体及快速生长的锥区和柱区KDP晶体的受激拉曼散射增益系数,结果表明生长方法和热退火对KDP晶体的受激拉曼散射增益系数无明显影响。     

KDP晶体受激拉曼散射特性

详细比较了磷酸二氢钾(KDP)晶体的自发拉曼散射和受激拉曼散射光谱,在受激拉曼散射(SRS)中观察到了自发拉曼散射中最强的振动模的三阶Stokes 光(559.43, 589.74, 623.50 nm),由于其他振动模的受激拉曼散射增益系数较小,其SRS光谱未观察到。另外,比较了传统生长的未退火和退火后的KDP晶体及快速生长的锥区和柱区KDP晶体的受激拉曼散射增益系数,结果表明生长方法和热退火对KDP晶体的受激拉曼散射增益系数无明显影响。     

355nm Nd∶YAG激光在H_2中的高效一级斯托克斯转换

对脉冲Nd∶YAG激光(355 nm)在H2和H2∶He-Ar混合气体中的受激拉曼散射(SRS)进行了研究。在0.5 MPa的氢气中,同时测量到从二级反斯托克斯到三级斯托克斯的多波长输出,其总转化效率达88%;而高压下只剩下一级和二级斯托克斯输出,其中二级斯托克斯最大能量转化效率达44%(对应量子效率为63%)。由于高级斯托克斯的竞争,纯氢气中一级斯托克斯的最大能量转换效率不超过43%。通过向3 MPa氢气中掺入2 MPaAr气后,很好地抑制了二级斯托克斯的产生,从而获得了能量转换效率高达71%(对应量子效率为83%)的一级斯托克斯输出。对四波混频和级联受激拉曼散射在氢气多级斯托克斯产生中的作用以及惰性气体对它们的影响进行了讨论。     

铯原子介质中受激拉曼四波混频的光放大特性

实验研究了在铯原子介质中受激拉曼四波混频过程中,注入的探针光与所产生的共轭光的增益特性,具体比较了在探针场分别作为Stokes场和Anti-Stokes场情况下,增益随粒子数密度、泵浦光频率失谐的依赖关系,并分析了其增益谱线线型和谱宽.为进一步开展基于受激拉曼四波混频进行量子关联光束的制备提供了主要实验参数的选择参考.     

亚10 fs激光脉冲产生中的受激拉曼散射与四波混频效应

自行搭建的自锁模钛宝石激光器工作在下稳区的上边界附近,采用熔融石英棱镜对在激光器谐振腔的腔内和腔外同时进行群速度色散补偿.随着腔内棱镜对提供色散补偿的变化,输出激光脉冲的频谱会突然展宽至664—840nm,其空间模式也由基横模变化至衍射环状结构,这是受激拉曼散射和四波混频效应导致锁模激光脉冲频谱进一步展宽的结果.在此状态下自锁模钛宝石激光器可实现670—865nm范围的波长调谐.如此宽的频谱为钛宝石激光器产生亚10fs激光脉冲提供了必要的条件. 关键词： 飞秒激光脉冲 受激拉曼散射 四波混频 群速度色散     

拉曼增益系数可分离光纤中的受激拉曼散射

给出了拉曼增益系数分离光纤的定义,在考虑了N个单色光之间的两两受激拉曼散射,得到了这种光纤中单向传输的N个不同的单色光之间的受激拉曼散射（SRS）稳态耦合波方程的解析解。它适用于各单色光功率任意大小、光频率分布不均匀时的一般情况。这一结果可应用于光纤通信系统、拉曼光纤放大器和拉曼光纤激光器的设计与分析。最后把解析解与数值解进行了比较,两者取得了很好的一致。     

高功率光纤激光受激拉曼散射效应研究新进展北大核心CSCD

由于具有高品质、高效率、高鲁棒性、结构紧凑等优点,光纤激光系统在近20年飞速发展,并得到广泛应用。然而发展至今,依旧存在着一些因素(如非线性效应、热效应、模式不稳定性等)限制着光纤激光系统功率的进一步提升。作为其中的一种主要限制因素,受激拉曼散射效应不仅降低了光纤激光器的输出效率,后向斯托克斯光还会提高系统的损毁风险。最近的研究结果表明,少模光纤中受激拉曼散射在引起模式不稳定性的同时,还会导致准静态的模式退化。因此,需要发展有效的拉曼抑制手段来突破现有瓶颈,促进高功率高光束质量光纤激光发展。在介绍高功率少模光纤激光中受激拉曼散射效应新表征的同时,从高功率光纤激光系统整体优化角度出发,总结整理了相关抑制技术研究新进展,并展望未来可能的研究方向。     

KrF激光泵浦H2受激拉曼放大

利用KrF激光泵浦高压H_2,在同轴前向的受激拉曼散射(SRS)作用下,产生受激拉曼放大,1阶Stokes光对泵浦光的转换效率为17.2％,并对影响放大过程和转换效率的若干因素作了分析。     

温度变化对单模石英光纤受激拉曼散射附加峰的影响

用10 m长单模石英光纤进行受激拉曼散射温度特性研究, 实验中发现在泵浦光和一级Stokes左右出现了附加峰(称为双峰), 其峰强度随温度的升高(80～295 K)呈现先增加后减弱现象。当温度达到295 K时, 一级Stokes双峰消失。由受激四光子混频理论计算可知,这种双峰现象是受激四光子混频的结果。同时对SRS一级Stokes所产生的受激四光子混频的Stokes频移随温度升高由706.9 cm-1增大到712.9 cm-1和其半宽度由1.75 nm增至2.18 nm的现象也进行了解释。     

Nd:YAG四倍频激光抽运甲烷后的受激拉曼效应及其物理机制分析

从理论上分析了激光被聚焦到高压气体内可能发生各种非线性现象的规律及其相互作用和相互干扰.在实验中把Nd:YAG四倍频激光聚焦到充有甲烷的拉曼管内,测各阶斯特克斯光输出能量与气压pa、透镜焦距f和输入能量Ep之间的关系.实验结果与理论分析定性地相符合，这就为我们优化和利用受激拉曼过程提供了理论和实验依据. 关键词： 非线性过程 受激拉曼散射 四波混频 激光诱导离解     

皮秒激光抽运高压H2的受激拉曼散射研究

利用NdYAG锁模序列脉冲激光(1064nm)抽运充有高压H2的拉曼池,输出光束经棱镜分光后投射在屏上,在可见光及近紫外光区用彩色胶卷摄得15个受激拉曼散射光斑;经1m光栅摄谱仪摄谱,在365-605nm波长范围内得到65条受激拉曼谱线.通过实验结果与理论计算值的比较,证明除了H2的振动拉曼频移量4154.6cm-1外,还有多个振动及转动拉曼频移量共同参与作用,从而产生了从紫外到红外众多波长的受激拉曼散射光.     

光纤中受激拉曼散射连续谱研究

我们在实验中研究了自相位调制效应和受激四光子混频效应对受激拉曼散射光谱的影响。在较强的泵浦光和适当的入射条件下,得到九阶受激拉曼散射的级联 Stokes 连续平滑谱带,带宽3500cm~(-1),其强度可与530nm 泵浦光强相比拟。