中红外超短脉冲的产生及其研究的最新进展

中红外超短（皮秒至飞秒量级）脉冲是研究固体、表面、等离子体和光化学等领域里各种瞬态过程的有力工具。着重介绍了常用的四种产生中红外超短脉冲的方法，即光学自由感应衰减、半导体开关、光学参量振荡以及差频产生，并比较了它们的优缺点，概述了这方面研究的最新进展及其应用。     

超短飞秒光脉冲产生技术

本文叙述了群速弥散补偿被动锁模环型染料激光器的特性;研究了产生极短飞秒光脉冲的条件和光脉冲强度分布的非对称性。该技术产生的最短光脉冲宽度为21 fs;光脉冲宽度可调范围从最短到500fs以上。实验和理论数据拟合证明光强分布为非对称双曲正割平方,非对称因子r在7到11之间。     

超短激光脉冲测量研究进展

超短激光脉冲作为产生阿秒激光与探索物质微观世界的重要工具,其时间特性的精确测量尤为重要。介绍了几种少周期激光脉冲的产生以及常用的表征技术,并将表征技术在广义上分为频域测量与时域测量两大类。在频域测量中,通过测量非线性过程产生的光谱信息来反演重构超短激光脉冲的包络及相位;在时域测量中,利用“超快门开关”直接对脉冲的光场信息进行采样,从而获取时间特性。两类技术在应用场景上各有侧重,频域测量因其装置简便快捷而被广泛应用在快速表征的实验场景中,而时域采样则因为可以直接获得光电场信息,常用于与光电场直接相关的超快物理实验。     

超短光脉冲——挑战极限

超短光脉冲———挑战极限用于产生飞秒脉冲的飞秒激光器是过去２０年间由激光科学发展起来的最强有力的新工具之一．１ｆｓ，即１０－１５ｓ，仅仅是１千万亿分之一秒．作为电磁波之一的光波，其相邻的两个波峰依次通过一点时，所用的时间也就是几个飞秒．这种接近光周期...     

超短光脉冲的概念、产生和应用

激光的重要特征之一是可以产生纯电子学所不能产生的超短脉冲．自从激光诞生以来，超短光脉冲的产生、控制及其应用获得了飞速的发展．本文就超短光脉冲的概念、产生方法及其多领域的应用作一介绍．     

超短脉冲激光同位素分离

同位素的分离极为重要。传统的分离方法是气相分离法。文章详细介绍了有别于该方法的两种激光同位素分离方法。其基本原理是利用离心分离作用产生同位素的分离。具体说来就是,一个旋转等离子体柱在一定条件下达到流体力学平衡时,其中的同位素离子沿径向将形成高斯密度分布。质量数越高的离子,密度分布的高斯半径越大,从而在径向形成具有不同丰度的同位素分布。理论和实验表明,该方法能产生较高丰度的同位素,具有良好的实用化前景。     

超短激光脉冲测量技术的发展

 自从60年代中期实现固体激光器的锁模以来,激光脉冲的宽度经历皮秒(ps,10-12秒)、飞秒(fs,10-15秒)量级,目前已向阿秒(as,10-18秒)量级进军。超短激光脉冲自诞生以来一直朝着更短更强及波段更宽的方向发展。超短激光脉冲为人类提供了强有力的研究超快现象的手段,应用领域日趋扩大。作为评价和应用超短脉冲的前提,测量技术和超短脉冲的产生技术本身具有同等的重要意义。纵观超短激光脉冲测量技术的发展历史,其进步与超短激光脉冲产生技术的发展是分不开的。因此研究超短激光脉冲测量技术,完整准确地了解脉冲的宽度、相位及形状信息,是超快技术研究中非常重要的内容。     

短、超短脉冲激光时间分布特性的几种测量方法

本文介绍几种短、超短激光脉冲的测试方法。     

一种输出三波长超短光脉冲的激光源

利用对撞脉冲锁模非稳腔Ｎｄ：ＹＡＧ激光器，采用ＫＴＰ非线性晶体作腔外倍频，结合受激拉曼散射技术，在一台锁模激光器同时得到１．０６μｍ，０．５３μｍ，０．６３μｍ超短光脉冲的输出。     

超短脉冲复宗量拉盖尔-高斯光束

从超短高斯脉冲光束出发。根据拉盖尔多项式的性质,用理论解析推导的方法。给出了一组新的超短脉冲光束的解析解,称为超短复宗量拉盖尔-高斯脉冲光束。此脉冲光束解的每个频率分量都是复宗量拉盖尔-高斯光束。时间脉冲的形状是任意的,具有相同的衍射距离参量,并且可以描述短于一个光学周期的超短脉冲。对这种超短脉冲光束及其在自由空间中的传输过程进行了较为细致的研究,分析了超短复宗量拉盖尔一高斯脉冲光束的轴上光强、光强的横向分布、衍射性质、脉冲极性反转、脉冲延迟等。讨论了引入缓变包络近似后出现的时空奇异性。     

10μm超短脉冲激光系统

具有新颖表面电晕预电离单模ＴＥＡＣＯ２激光器，等离子体开关和热吸池的光学自由诱导衰变（ＯＦＩＤ）激光系统产生３０－３００ｐｓ１０．６μｍ激光。     

反射型体全息光栅对超短脉冲激光光束衍射的性质

在光栅记录介质色散效应的影响下,拓展Kogelnik的耦合波理论研究了反射型体全息光栅对偏振方向垂直和平行于入射面的超短脉冲激光光束衍射的性质。结果表明对于记录在LiNbO3光折变晶体中的体全息光栅,在色散效应、光栅参量和入射条件的共同影响下,光栅对偏振方向垂直于入射面的超短脉冲激光光束衍射的光谱带宽大于对偏振方向平行于入射面的超短脉冲激光光束衍射的光谱带宽,在不考虑光栅介质色散效应的影响时,它们都变大。进一步给出了衍射光的光谱带宽及光栅的衍射效率随入射脉冲的光谱带宽与光栅的光谱带宽比值的变化情况。     

超短脉冲准分子激光淀积类金刚石薄膜的实验研究

利用ＫｒＦ超短脉冲激光器开展了超短脉冲激光淀积金刚石薄膜实验研究,薄膜生长速率０．０２ｎｍ／ｐｕｌｓｅ,厚度０．５－０．６μｍ,显微硬度５５ＧＰａ,光学透过率优于９０％,采用等离子本的时间－空间分辨的发射光谱技术,给出了等离子体的粒子成份以及等离子体的时间－空间的演化图像,以及在不同激光参数条件下等离子体特性的变化,发现超短脉冲激光的等离子体有能量高、持续时间短（高通量）的特点,适合类金刚石薄膜的     

超短脉冲激光在均匀等离子体中的一维演化

研究了均匀等离子体中超短脉冲激光在传输过程中的脉宽、峰值功率随时间，空间变化的解析式，结果表明，对于２５ｆｓ左右的超短脉冲，由等离体色散引起的脉宽变长及峰值功率降低效应是明显的。     

矩形波导中超短脉冲电子束的相干同步辐射

考虑了当射频调制的超短脉冲电子束径向长度远小于辐射波长时，将其理想化为δ时间函数，提出了用波导本往模展开的方法来计算矩形波导中超短脉冲电子束的相干同步辐射及其频率特性。结果表明：（１）当谐振频率等于调制电子束微脉冲时间隔的射频的整数倍时，辐射模式表现为“纯”的波导本征模。（２）波导效应使得超短脉冲电子束在两个频率处发生相干同步辐射，而且低频支的辐射功率高于高频支的。最后指出波导自由电子激光器单横模     

短脉冲高斯光束的时空形式

考虑到腔模光腰尺寸的频率依赖性，得到了一短脉冲高斯光束在自由空间传播的时域解析形式，发现其可由一复时间变量来描述，复时间变量的实部给出了脉冲的传输时间，其与波前曲率有关，虚部给出了空间量值，两者的交叉项称为时空耦合，并对傅里叶变换极限脉冲和啁啾脉冲的时空形式作了分析。     

PCB板TEA脉冲CO2激光微孔研究

印刷电路板（PCB）微孔技术是实现高密度互联技术的关键,我国在这方面的研究还刚刚起步,所采用的激光器基本依赖进口,投资成本高,后期维护费用昂贵。研究了聚焦透镜焦距、激光腔内结构、外光阑、扩束系统及其组合方式对PCB激光微孔特性的影响,通过对国产的TEACO2脉冲激光器的激光光束输出模式进行改善、光学系统进行优化,得到了直径在φ170μm以下、孔形良好的微孔。     

透射型光折变体全息光栅对超短脉冲激光光束衍射的特性

在Kogelnik耦合波理论的基础上,考虑光栅记录介质的色散效应的影响,研究了光折变体全息光栅对不同偏振状态的超短脉冲激光光束衍射的性质,讨论了高斯型入射脉冲激光光束的谱宽与光栅的有效衍射谱宽之比不同时,衍射和透射光束的光谱宽度、时间宽度、波形和衍射效率的变化。结果表明,光栅的有效衍射谱宽受光栅参量及入射条件的影响,对衍射性质的影响很大,且在考虑光栅记录介质的色散效应时减小。当入射脉冲的偏振方向垂直于入射面时,光栅的有效衍射谱宽大于偏振方向平行于入射面的情形,衍射效率在入射脉冲宽度较大时小于偏振方向平行于入射面的情形;谱宽比较大时,衍射光束的时间分布曲线产生展宽和变形,且比偏振方向平行于入射面的情形展宽和变形得更加明显。