载波相位对超短脉冲时间重心的影响

以Gauss、Hyperbolic Secant、Lorentz三种脉冲为例,利用理论推导和数值模拟的方法研究了载波相位对超短脉冲时间重心的影响,并给出了三种脉冲的时间重心与载波相位的解析表达式和数值模拟的图形.研究结果表明:当脉冲包络的宽度短于一个光学振荡周期时,载波相位对超短脉冲的时间重心开始有较显著的影响.     

几周期余弦-高斯激光脉冲的时间重心

研究了几周期超短余弦-高斯脉冲的时间重心与绝对相位以及与余弦函数参量之间的关系．给出了几周期超短余弦-高斯脉冲时间重心的解析表达式和模拟图形．结果表明，余弦-高斯脉冲的时间重心随着绝对相位的变化而发生漂移，并且脉冲宽度对余弦-高斯脉冲时间重心的漂移量也有一定的影响．余弦函数的参量在一定取值范围内对余弦-高斯脉冲也有较大的影响，它可能导致几周期余弦-高斯脉冲的时间重心有较大的漂移．     

低强度周期量级脉冲驱动排列分子的非次序双电离

本文利用三维经典系综模型研究了低强度周期量级脉冲驱动排列分子的非次序双电离. 结果表明, 电子对的关联特性强烈地依赖于分子的排列方向和激光脉冲的载波包络相位; 垂直分子反关联电子对的比例总是高于平行分子反关联电子对的比例; 当载波包络相位从0到π 逐渐增加时, 反关联电子对的数目先增加再减少; 对于平行分子, 电子对的释放总是以正关联为主; 而垂直分子的主导关联模式则依赖于激光脉冲的载波包络相位, 当载波包络相位为0.3π-0.7π之间时, 电子对以反关联释放为主, 其他相位下以正关联为主. 本文利用分子势能曲线和电子返回能量很好地解释了电子关联特性对分子排列方向和载波包络相位的依赖关系.     

高次谐波辐射光子的能量-激光相位关系研究

原子在强激光电场中高次谐波辐射的理论与实验研究是当今科学前沿之一.利用量子力学理论和鞍点方法,细致地研究了高次谐波辐射光子的能量与激光相位的关系.对于时间宽度无限长激光,在一个激光周期内特定相位处产生的高阶辐射(X射线)有特定的能量.能量分布在7180°处成峰,有高斯形函数的对称形状.给出了这种分布的参数化公式.对于不同宽度的飞秒激光,能量分布的成峰位置、最大值和带宽等参数会发生变化.计算表明,三个振荡周期(半高宽)的飞秒激光,当载波-包络相位为175°和105°时,可以分别得到纯净的阿秒单脉冲和双脉 关键词： 超短脉冲激光 高次谐波产生 鞍点方法 能量相位关系     

载波-包络相位对于基频光与其自身倍频光脉冲合成的影响

将基频光与其自身的倍频光合成，是一种得到超过一个倍频程的超宽光谱的简单方法，而载波_包络相位(CEP)对合成超宽光谱产生的超短脉冲有重要的影响. 本文从光频梳的角度，根据钛宝石激光器中产生的超短脉冲光谱，计算载波_包络相位对该脉冲与其自身的倍频脉冲合成产生的超短脉冲的影响，说明了调整载波_包络相位对于脉冲合成的重要性. 关键词： 超短脉冲 载波_包络相位 光频梳 脉冲合成     

载波相位对超短脉冲谐波谱的影响

数值计算了线偏振的超短激光脉冲(脉冲持续时间为两个光学周期)与一维模型原子相互作用产生的高次谐波发射功率谱. 研究表明,当载波相位发生变化时,超短脉冲谐波谱的截止频率也随之改变,而且在特定相位下,谐波谱出现了明显的双平台结构. 对此,采用半经典的“三步”模型给出了合理解释,并利用小波时频分析方法证实“三步”模型可以准确预言超短脉冲谐波谱的截止频率. 关键词： 高次谐波 超短脉冲 载波相位     

脉冲厄米高斯光束的载波相位分析*

采用复q参量法对脉冲厄米高斯光束在自由空间中的传输进行了分析.在振幅0阶和位相一阶近似条件下,得到其传播过程中载波位相近似公式.运用数值方法和近似公式进行对比研究,发现在脉宽大于5 fs或在远场情况下,两者符合较好.采用近似办法,分别研究了厄米函数阶次、束宽与位置对载波相位的影响.研究表明,在光轴上远场,载波相位趋近于－m+n+1π/2,其变化快慢与厄米函数阶次m+n+1成正比|束腰宽度越大,则载波相位变化越慢|另外,离光轴距离越远,其导致的载波相位越大,且最大位置都出现在z=ZRω0/3处.     

小波变换提取放大超短脉冲载波-包络相位的研究

提出了一种新的超短放大脉冲的载波-包络相位还原方法,应用小波变换从超短放大脉冲的光谱拍频干涉中直接提取载波-包络相位. 消除了传统的Fourier变换方法不同宽度的滤波窗口引入不同程度的相位噪声而产生不确定性的影响,得到了更精确的载波-包络相位信息,对于近单周期超短脉冲特性测量具有重要意义. 关键词： 超短脉冲 载波-包络相位 相位还原 小波变换     

超短激光脉冲在多能级系统中的传输特性

运用数值方法研究了超短激光脉冲在多能级系统中的传输特性.当激光脉冲能量相对较弱时,适当的脉冲面积可以实现自感应透明;激光脉冲能量逐渐增强,脉冲将产生分裂.脉冲分裂的基本面积（即脉冲实现稳定传播的最小面积）与二能级系统不同,而是A₀=2π/κ,与激发态的能级个数和跃迁偶极矩密切相关.由于分裂和吸收,超短激光脉冲传输了一段距离以后,将演化为一个脉冲宽度更窄、峰值强度更高且面积为A₀的超短激光脉冲. 关键词： 超短激光脉冲 多能级系统 特征时间     

超短脉冲倍频中三阶非线性效应的影响及补偿

 为了提高超短脉冲二倍频的转换效率和改善出射倍频光的脉冲形状,对超短脉冲倍频中三阶非线性效应的影响进行了理论分析和数值模拟,并采用初始相位失配的方法来补偿三阶非线性效应的影响。结果表明：用KDP晶体二倍频中心波长为800 nm的超短脉冲,当入射功率密度大于100 GW/cm²时,三阶非线性效应是倍频转换效率的主要影响因素。对脉宽为50 fs,入射功率密度为250 GW/cm²的超短脉冲在KDP晶体（2 mm）中的二次谐波变换,当初始相位失谐0.9 mrad时,转换效率提高了10%,同时由三阶非线性效应引起的强度调制得到明显抑制,出射基频光和倍频光的脉冲形状得到明显改善。     

Gaussian pulse transformation upon reflection from a resonant medium

The transformation and longitudinal shift of “the center of gravity” of a Gaussian pulse reflected from the plane surface of a semi-infinite resonant medium are analyzed numerically. The regions of carrier frequencies in which the maximum and minimum deformations of the reflected pulse are observed are determined.     

Energy relaxation of an electron-hole plasma in semiconductors

We calculate the energy relaxation of an electron-hole plasma created by a short laser pulse in semiconductors like Si and GaAs in two cases: (i) when the carrier-carrier collision time is much shorter than the carrier-phonon one, so that a carrier temperature T_c exists. We give the variation of T_c with time; (ii) when there is no carrier temperature and the initial energy distribution is a peaked function of width Δ. We give the time evolution of the system when Δ is much larger and much smaller than the phonon energy.     

Achromatic doublets using group indices of refraction

One main function of short pulses is to concentrate energy in time and space [1]. The use of refractive lenses allows us to concentrate energy in a small volume of focusing around the focal point of the lens. When using refractive lenses, there are three effects that affect the concentration of energy around the focal point of the lens. These are the group velocity dispersion (GVD), the propagation time difference (PTD), and the aberrations of the lens. In this paper, we study lenses which are diffraction limited so that the monochromatic aberrations are negligible; the group velocity dispersion and the propagation time difference are the main effects affecting the spreading of the pulse at the focus. We will show that for 100-fs pulses the spatial spreading is larger than the temporal spreading of the pulse. It is already known that the effect of spatial spreading of the pulse due to PTD can be reduced by using achromatic optics. We use the theory proposed by A. Vaughan to analyze simple lenses and normal achromatic doublets, where normal means doublets that we can buy from catalogs. We then use the Vaughan theory to design achromatic doublets in phase and group, which produce no spatial spreading of the pulse, i.e., PTD = 0, when the doublet is designed for the carrier of the pulse. We compare these phase and group achromatic doublets with normal achromatic doublets. Finally, we show that apochromatic optics can give a much better correction of PTD than using normal achromatic doublets.     

运用理想光子禁带模型实现对激发态原子系统演化的调控

通过调节动静态理想光子禁带模型库的结构参数,研究了初态处于激发态的两能级原子系统的演化.在静态无调制下研究理想光子禁带模型库环境的半宽度、中心谐振频率及比重对原子布居数演化的影响.在理想光子禁带库环境的中心共振频率受动态调制下,其调制形式分别取为:矩形单次脉冲、矩形周期性脉冲和缓变连续周期.在此基础上讨论动态调制形式的不同对原子布居数演化的影响.无论怎样的动态调制形式,衰减抑制在原子系统的演化过程还是有较明显的体现.这样就使得利用环境变化对原子布居数和原子系统相干性演化调制的想法得以实现.     

Degenerate parametric frequency conversion of phase-modulated femtosecond laser pulses in crystals with a regular and chirped domain structure

A systematic theoretical analysis of the degenerate parametric frequency conversion in a LiNbO₃ crystal with a regular domain structure and a linearly varying domain thickness (chirped crystal) is presented for the pulses of a titanium-sapphire laser with a wavelength of 0.8 μm and durations of 100 and 50 fs in the presence and in the absence of phase modulation. The results are obtained with regard to the difference in the group velocities of interacting pulses and the group velocity dispersion. For an effective frequency conversion of the phase-modulated (PM) pump pulse, it is expedient to employ chirped crystals in which the domain thickness decreases from the entrance to the exit of the crystal. The pump energy is effectively converted into subharmonic energy when the pump carrier frequency decreases with time. It is demonstrated that the efficiency of the energy conversion to a subharmonic of 80% can be realized for PM pumping with a pulse duration of 100 fs in the chirped LiNbO₃ crystal. The efficiency of the parametric frequency conversion depends on the pump intensity as well as on the phase modulation of the pulse and the chirp of the crystal. Note that a variation in one of these parameters causes variations in the remaining parameters needed for the maximum efficiency of the parametric frequency conversion.     

利用两束同色圆偏振激光场产生水窗区间阿秒脉冲

数值研究了氦原子在两束同色圆偏激光场下发射高次谐波以及阿秒脉冲的特点.计算结果表明,当适当调节两束激光场的波长,相位以及时间延迟时,不仅高次谐波谱的平台区域能得到很大的扩展,而且谐波的强度也有较大的增强,形成了一个500 e V的超长平台区.最后,通过适当的叠加谐波平台上的谐波,可获得一系列脉宽为35 as左右的水窗区间阿秒脉冲.     

利用两束同色圆偏振激光场产生水窗区间阿秒脉冲

数值研究了氦原子在两束同色圆偏激光场下发射高次谐波以及阿秒脉冲的特点.计算结果表明,当适当调节两束激光场的波长,相位以及时间延迟时,不仅高次谐波谱的平台区域能得到很大的扩展,而且谐波的强度也有较大的增强,形成了一个500eV的超长平台区.最后,通过适当的叠加谐波平台上的谐波,可获得一系列脉宽为35as左右的水窗区间阿秒脉冲.     

全光纤主动锁模2 μm掺铥脉冲激光器

报道了全光纤结构主动锁模掺铥脉冲激光器,中心波长为1950 nm。利用电光相位调制器对光纤激光器进行腔内相位调制,获得了重复频率为11.884 MHz的主动锁模脉冲输出,脉宽为816 ps。改变泵浦功率、调制信号的频率和幅度,获得了重复频率为4~18 kHz的弛豫振荡调制稳定脉冲输出。锁模和弛豫振荡调制获得的输出脉冲能量波动低于7%。