超短脉冲激光空间调制下小尺度自聚焦的实验研究

实验研究了超短脉冲激光的空间小尺度自聚焦的动态变化过程.具体实验过程是使经过正交细丝的衍射来实现激光的空间调制,然后通过非线性Kerr介质二硫化碳,随着输入功率的增大,超短脉冲开始出现小尺度自聚焦增长现象.实验发现,每个小尺度自聚焦峰值并不是随着功率的增大而无限地增长下去,而是在不同位置出现了新的调制增长点,这些新出现的增长与原有的增长相互竞争,最终导致了分裂成丝.通过数值模拟相应的传输过程,发现数值模拟结果与实验结果符合很好. 关键词： 小尺度自聚焦 高功率激光 超短脉冲     

Experimental investigation of spatiotemporal evolution of femtosecond laser pulses during small-scale self-focusing

Small-scale self-focusing (SF) causes rapid increase in the partial spatial intensity, breaking up the spatial profile of the beam into an intensity increasing zone (IZ) and a non-increasing zone (NIZ). We measure the evolutions of the pulse width at the IZ and NIZ with small-scale SF, and our results show that the pulse width at the IZ becomes narrower with increasing partial spatial intensity. The pulse width at the NIZ is almost unchanged with increasing laser power. We find that our experimental results are in good agreement with an approximate theoretical analysis.     

Suppression of small-scale self-focusing of high-intensity femtosecond radiation

An original method for suppressing small-scale self-focusing in laser beams with the intensity of several TW/cm² has been proposed, justified theoretically and verified in experiment. The idea underlying the method is to filter spatial perturbations during beam propagation in free space.     

用高阶对比度研究光束的小尺度自聚焦

提出了高阶对比度这一新参数来描述光束的近场均匀性，并用之研究高功率激光装置中的小 尺度自聚焦现象.分析了高功率光束小尺度自聚焦发生的过程中填充因子、调制度、对比度 及高阶对比度随B积分值的变化，指出高阶对比度在光束出现自聚焦成丝前后有更显著 的变化，所以是描述小尺度自聚焦效应的理想参数. 关键词： 小尺度自聚焦 三阶对比度 四阶对比度 功率谱密度相位噪声     

双脉冲电子束源实验研究

利用现有2MeV直线感应注入器,通过改造,将其次级功率源和8个感应腔分成2组,使之交替工作,建立了一台双脉冲电子束源。二极管电压脉冲幅度达到1MeV,电子束脉冲持续时间为120ns,脉冲间隔可以根据需要在100~500ns间进行调节。实验结果表明：该双脉冲电子束源可以产生双脉冲电子束,其电压幅度差值小于2%,束流可达3kA,并且工作稳定,利用该装置可以进行多脉冲二极管物理和天鹅绒多脉冲发射特性实验研究。     

双脉冲电子束源实验研究

 利用现有2MeV直线感应注入器，通过改造，将其次级功率源和8个感应腔分成2组，使之交替工作，建立了一台双脉冲电子束源。二极管电压脉冲幅度达到1MeV，电子束脉冲持续时间为120ns，脉冲间隔可以根据需要在100~500ns间进行调节。实验结果表明：该双脉冲电子束源可以产生双脉冲电子束，其电压幅度差值小于2%，束流可达3kA，并且工作稳定，利用该装置可以进行多脉冲二极管物理和天鹅绒多脉冲发射特性实验研究。     

高功率激光驱动器中小尺度自聚焦和噪声模型

 建立了一套线性的近似分析方法，研究高功率激光驱动器中强激光传输的小尺度自聚焦效应和相位噪声对光束传输和光束质量的影响，给出了系统噪声强度、B积分值与光束近场调制对比度之间的定量关系。研究表明,为保证输出光束质量，即近场调制对比度小于给定值，系统内的噪声强度必须符合一定的谱分布。     

碳纳米管阴极强流脉冲发射特性实验

 在2 MeV直线感应加速器注入器平台上研究了采用浸渍涂覆方法制备的大面积碳纳米管阴极发射体的强流发射特性。研究结果表明：在脉冲高压电场下,碳纳米管阴极具有强流电子束发射能力,发射电流密度较大;碳纳米管阴极发射电子过程为场致等离子体发射。实验过程中,阴极端取样电阻环收集到的最大发射电流达350 A,阳极端法拉第筒收集的发射电流为167 A,最大阴极发射电流密度为19.4 A/cm²。     

碳纳米管阴极强流脉冲发射特性实验

在2 MeV直线感应加速器注入器平台上研究了采用浸渍涂覆方法制备的大面积碳纳米管阴极发射体的强流发射特性。研究结果表明：在脉冲高压电场下,碳纳米管阴极具有强流电子束发射能力,发射电流密度较大;碳纳米管阴极发射电子过程为场致等离子体发射。实验过程中,阴极端取样电阻环收集到的最大发射电流达350 A,阳极端法拉第筒收集的发射电流为167 A,最大阴极发射电流密度为19.4 A/cm2。     

介质的增益与损耗对高功率激光小尺度自聚焦的影响

由光束在非线性介质中传输所满足的近轴波方程,应用Bespalov Talanov（BT）理论,导出了光束在两种介质中传输时,小尺度不稳定增长所遵循的微分方程。通过对比分析介质的增益和损耗对高功率激光的小尺度自聚焦行为的不同影响,得出了截止频率、最快增长频率、纹波的积分指数增益等特性随各参量的变化,求得了最大和最小的纹波增长的距离,以及介质的增益和损耗特性对成丝距离的影响。     

介质的增益与损耗对高功率激光小尺度自聚焦的影响

 由光束在非线性介质中传输所满足的近轴波方程，应用Bespalov Talanov（BT）理论，导出了光束在两种介质中传输时，小尺度不稳定增长所遵循的微分方程。通过对比分析介质的增益和损耗对高功率激光的小尺度自聚焦行为的不同影响，得出了截止频率、最快增长频率、纹波的积分指数增益等特性随各参量的变化,求得了最大和最小的纹波增长的距离，以及介质的增益和损耗特性对成丝距离的影响。     

Experimental research of diffuse bi-directional pulsed dielectric barrier discharge plasma

A bi-directional nanosecond pulsed power supply is employed to generate diffuse dielectric barrier discharge in N₂ using needle-plate electrode configuration at atmospheric pressure. Both discharge images and optical emission spectra of diffuse bi-directional nanosecond high-voltage pulsed dielectric barrier discharge are successfully recorded under severe electromagnetic interference. The diffuse performance of the discharge at different electrode gap distances is observed. The effects of pulse peak voltage, pulse repetition rate, electrode gap distance, He addition, and O₂ addition on the optical emission spectra are investigated. The main physicochemical processes involved are discussed.     

Investigation on voltage controlled self-focusing effect in BSO crystal

A theoretical analysis for the reported electric voltage controlled self-focusingeffect in BSO crystal is given.Further experiments is done to prove the theoretical result.Itshows that the theory is in consistent with the experimental results.     

爆炸物检测实验系统研究

介绍了利用中子技术对爆炸物进行检测的原理,以及东北师范大学辐射技术研究所利用脉冲快热中子分析技术对爆炸物进行检测的实验装置,根据系统测量结果,讨论该系统存在的问题并提出一些解决方案.     

Experimental studies of ultrashort pulse chirp in the solid-state laser

The value and sign of the ultrashort pulse (USP) chirp are studied experimentally in the YAG:Nd solid-state laser using different saturable absorbers. The effects of active and passive media as well as USP parameters on the chirp are analysed. The possibility of controlling the USP chirp value by selecting the initial passive locking density is shown.     

Influence of self-focusing effect on femtosecond collinear nondegenerate optical Kerr measurements

We performed the femtosecond nondegenerate optical Kerr shutter (OKS) measurements in a 10-mm-thick optical glass. The time-resolved OKS signals showed an obvious asymmetry and a large broadening with respect to that for thin samples. The time-resolved OKS signals in samples with different thicknesses showed that, the temporal broadening of the OKS signals was attributed to the group velocity mismatch between pump and probe beams of different wavelengths. By imaging the filament induced inside the glass, we attributed the asymmetry of the time-resolved OKS signals to the focusing position change of pump beam caused by self-focusing and re-focusing effect.     

巨磁阻抗效应实验研究

利用物理实验室中常见的设备,搭建了一组巨磁阻抗效应实验装置,测量了在不同轴向外磁场及不同频率下钴基非晶态软磁合金细丝的阻抗.阻抗实部虚部均随外磁场增大迅速减小,而随频率增大缓慢增大.与交流阻抗的电磁理论比较,该实验结果与理论一致.实验观察到在40 MHz的频率、10 mT外磁场中阻抗变化达80%.根据数据和理论公式拟合,发现材料复磁导率随磁场强度增大迅速减小.     

以太网芯片重离子单粒子效应试验

为评估和研究工业以太网芯片KSZ8851-16MLLJ在空间环境中的适应性,利用重离子源对芯片进行了单粒子试验。根据以太网芯片的结构和功能制订了单粒子实验方案,得出了实验数据,并对实验数据进行了整理和研究。实验和研究表明：工业以太网芯片KSZ8851-16MLLJ具有一定的抗单粒子辐射能力;在不同网络传输条件下,发生单粒子翻转的机率也不相同;在持续的单粒子辐射下,以太网芯片会发生电流阶跃,第二次电流阶跃时产生单粒子锁定,在工程应用中可以利用电流阶跃监测芯片的辐射水平。     

宽频带光束非线性热像效应的实验研究

实验研究宽频带脉冲光束通过非线性介质时的非线性热像的形成过程,揭示了光束入射功率和脉冲宽度、介质厚度等因素对热像光强和位置的影响. 结果表明,与单纵模激光束一样,在宽频带脉冲光束情形下,非线性介质上游元件的模糊斑调制也可导致在下游共轭位置形成热像. 热像光强随入射光束功率的增加而增加;若脉冲能量一定,则热像光强随脉冲宽度的增加而减弱;若脉冲峰值功率一定,则热像光强随脉冲宽度的增加而增强. 关键词： 高功率激光 热像 宽带光束 小尺度自聚焦