基于闪锌矿晶体中受激电磁耦子散射产生可调谐太赫兹波的理论研究

基于受激电磁耦子散射原理,采用已报道的利用非线性光学参量振荡方法产生可调谐太赫兹波的实验条件作为理论分析的实验模型,以GaAs,GaP, InP,ZnTe晶体为代表,计算分析了在闪锌矿晶体中参量振荡产生太赫兹波的吸收、增益特性,对输出THz波的调谐特性给出了详尽分析.分析太赫兹波高效耦合输出的腔型结构,并与掺氧化镁铌酸锂晶体组成的太赫兹波参量振荡器做对比. 关键词： 太赫兹波 太赫兹波参量振荡 电磁耦子 闪锌矿晶体     

受激布里渊散射相位共轭光泵浦的高效率光学参量振荡器

报道了在Ｎｄ：ＹＡＧ１．０６μｍ激光器上，用受激布里渊散射（ＳＢＳ）后向放大输出作泵浦光源，用光学参量振荡（ＯＰＯ）的方法，获得１．５７μｍ激光输出，最大输出能量为２１．６ｍＪ，相应的转换效率为３２％，并与直接用Ｎｄ：ＹＡＧ１．０６μｍ激光泵浦结果相比较，效率提高１．９倍，阈值降低１．７倍，实验结果与理论分析符合的较好。     

非共线相位匹配的参量增益分析

对非共线Ⅱ类相位匹配的ＫＴＰ飞秒光学参量振荡器进行了分析和理论研究，用数值方法得出参量增益的变化曲线和参量光的光强分布，与共线相位匹配相比，非共线方案具有更高的参量增益，更好的光束质量，特别适合飞秒光学参量的振荡器。     

三波非共线作用参变过程的相位匹配研究

对各向异性单轴和双轴非线性晶体中三波非共线作用参变过程的相位匹配进行了详细的研究，给出了参变光在非线性晶体主平面内传播的所有非共线参变过程可能的相位匹配类型和相位匹配条件，并推出了所有可能的非共红参变过程的临界相位匹配解的解析表达式。     

基于MgO∶CLN晶体的脉冲种子注入式太赫兹波参量产生源

同成分铌酸锂(CLN)晶体是最常用的太赫兹参量增益晶体,基于该晶体的太赫兹波参量辐射源具有太赫兹波输出能量高、连续可调谐等优点,但是其调谐范围相对较窄,一般为0.6～3 THz,限制了其实际应用范围。为此,提出基于摩尔分数为5%的氧化镁掺杂的CLN晶体的脉冲种子注入式太赫兹波参量产生器,其太赫兹波频率调谐范围为1～4 THz,在2.0 THz处获得最大输出能量为1.02μJ,输出太赫兹波的3 dB带宽达1.94 THz,占调谐范围的64.67%。该太赫兹辐射源具有宽频带、增益平坦等特性,在实际应用中具有更高的价值。     

受激布里渊散射相位共轭腔及腔内光学参量振荡器

利用受激布城渊散射相位共轭特性和Ｑ开关特性组成Ｎｄ：ＹＡＧ激光谐振腔,代替传统激光器全反镜和调Ｑ装置,获得能量１００ｍＪ,脉宽１３ｎｓ的线偏振相位共轭激光输出,相应的激光器总体转换效率为０．４７％,同时将单共振ＫＴＰ光学参量振荡器置入腔内,得到波长１．５７μｍ、能量１５ｍＪ的参理振荡激光,实验证实了受激布城渊散射相位共轭腔内光学参量振荡器运行的可行性。     

BBOⅠ类相位匹配非共线参量产生中的群速自匹配

利用重复频率为1kHz的钛宝石激光的倍频蓝光抽运Ⅰ类相位匹配的偏硼酸钡(BBO)晶体，获得了可见光区的非共线参量超荧光.给出了最强光强处参量超荧光的非共线角，波长随相位匹配角的变化.理论计算了在参量超荧光中三波的群速失配随非共线角和相位匹配角的变化规律.结果表明，Ⅰ类非共线相位匹配的参量超荧光关于抽运光中心对称.并且沿光强最强的参量超荧光方向三波的群速失配最小，有效互作用长度最大，即参量超荧光的强度角分布是三波的相速和群速自匹配的结果.该理论和实验研究为减小飞秒光参量放大中三波的群速失配提供了一个理想的几何模型，为获得高增益、窄脉冲宽度的参量光输出提供了理论依据和实验验证. 关键词： 群速自匹配 参量超荧光 非共线相位匹配 飞秒光参量放大     

AgGaS_2晶体Ⅱ类非共线相位匹配CO_2激光参量上转换

本文报道了AgGaS_2晶体Ⅱ类非共线相位匹配Q开关Nd:YAG激光泵浦CO_2激光参量上转换研究结果,用迭代法计算了相位失配因子△K=0时的最佳非共线夹角.当泵浦功率密度为6MW/cm~2和晶体长度为4.7mm时,功率转换效率达16.1%,并且首次采用硅雪崩光电二极管接收和频信号.     

红宝石相位共轭激光器泵浦的KTP光学参量振荡器

光参量振荡器的阈值与泵浦光的光束质量有极大的关系,为降低光学参量振荡器起振阈值,本实验将受激布里渊散射相位共轭效应引入光学参量振荡器的泵浦源中,以改善光束质量,使光学参量振荡器振荡阈值降低到原来的２５％－７％。     

受激喇曼散射中三波相位的时间发展对振幅的影响

一、引 言 近年来,等离子体中的受激喇曼散射引起人们广泛注意。我们知道,在激光聚变实验中,由于受激喇曼散射而导致的高能电子会预热靶心,从而大大地减小激光对靶的压缩效率。此外,在实现激光加速带电粒子的众多方案中被认为是最有前途的等离子体拍频波加速器(Plasma Beat-Wave Accelerator)。其物理机制也正是均匀等离子体中的前向喇曼散     

大型光学元件中的横向受激布里渊散射

研究大型光学元件中横向受激布里渊散射的特点和破坏机制,以及横向受激布里渊散射的抑制方案。在理论分析的基础上,进行数值模拟。当入射光强足够高,材料的横向尺寸足够大时,在受激散射过程中产生的弹性声波场有可能超出材料的抗拉强度,从而引起力学破坏;增加泵浦光带宽可以显著降低散射光的增益。强激光辐照下的大尺寸光学元件中很容易激发横向受激布里渊散射;对于大多数强激光系统,20GHz的带宽已经足以抑制TSBS带来的影响。     

基于受激布里渊散射的高能高功率相位共轭激光

受激布里渊散射是一种三阶非线性光学过程,具有完全背向散射的相位共轭特性,利用这种特性,可以补偿高能高功率激光系统中强泵浦而引起的相位畸变,从而实现高光束质量激光输出。过去几十年开展了大量理论和实验研究以提升受激布里渊散射相位共轭镜（SBS-PCM）的作用效果,一部分研究集中在研究适合高功率激光系统应用的液体介质和介质纯化,一部分集中在SBS-PCM的结构优化（包括双池结构、结构参数优化、旋转楔板结构等）。回顾了影响SBS-PCM作用效果的主要因素,以及SBS-PCM在高功率激光系统中的应用,总结了近年来的一些应用成果,为SBS-PCM的实验研究提供了参考。     

带受激布里渊散射相位共轭镜的Nd:YAG激光器

应用液体中受激布里渊散射相位共轭镜,与普通反射镜一起构成位相共轭谐振腔,得到了能量在10OmJ以上,脉宽在15ns以下的激光脉冲输出。实验测量了各种腔结构参数对输出能量的影响,并用相位板对该腔干扰,测量了其补偿特性。     

横向受激布里渊散射的抑制

从非线性光学的耦合波理论出发,结合流体力学的连续性方程,建立了光学元件中窄带泵浦的横向受激布里渊散射的二维理论模型,并在此基础上,利用数值模拟考察泵浦光带宽增加对受激散射过程的影响。研究表明:在一定的条件下,当泵浦光带宽略大于布里渊线宽时,受激散射过程的Stokes增益将显著降低;带宽越大,Stokes增益降低得越多;当带宽大于20GHz时,可以抑制横向受激布里渊散射带来的不良影响。另外,当带宽一定时,调制频率的改变也会影响受激散射过程,可以通过数值模拟确定最佳的调制频率。     

光学击穿对宽带受激布里渊散射及受激拉曼散射特性的影响

实验上分析了在多模激光抽运的条件下,水中宽带受激布里渊散射(WSBS)及前向受激拉曼散射(FSRS)产生的物理机制及二者之间能量变化的关系。实验结果表明,在多模激光抽运过程中,WSBS能量与FSRS能量处于不断变化的状态。聚焦长度较短或抽运光能量相对较低时,WSBS在散射过程中占据主导地位;随着聚焦长度和抽运光能量的增加以及光学击穿的产生,FSRS在散射过程中逐渐占据优势。     

横向受激布里渊散射的抑制

 从非线性光学的耦合波理论出发，结合流体力学的连续性方程，建立了光学元件中窄带泵浦的横向受激布里渊散射的二维理论模型，并在此基础上，利用数值模拟考察泵浦光带宽增加对受激散射过程的影响。研究表明:在一定的条件下，当泵浦光带宽略大于布里渊线宽时，受激散射过程的Stokes增益将显著降低；带宽越大，Stokes增益降低得越多；当带宽大于20GHz时，可以抑制横向受激布里渊散射带来的不良影响。另外，当带宽一定时，调制频率的改变也会影响受激散射过程，可以通过数值模拟确定最佳的调制频率。     

输出13.5fs激光脉冲的非共线式光参量放大器

利用BBO晶体在400nm的抽运光与信号光夹角为37°时,可同时在可见光范围内很宽的光谱范围里实现相位匹配的特点,实现了在可见光范围内具有极宽输出光谱宽度的飞秒光学参量放大器(OPA)的稳定运转,其输出脉冲能量大于15μJ,转换效率超过15%.并且在仅采用啁啾镜作为脉冲压缩器的情况下,获得了输出脉冲宽度为135fs的极窄光脉冲,其脉冲宽度压缩比高达22倍 关键词： 非共线相位匹配 光学参量放大 啁啾镜     

受激布里渊散射相位共轭激光组束规律的研究

 提出了一种新的SBS激光组束的方法。此方法中，一束按时间分布的激光脉冲序列作为泵浦光从SBS放大池的一端入射，另一束Stokes频移种子光从SBS池的另一端入射，Stokes种子光在SBS池的相互作用区提取泵浦光能量。研究了组束效率和输出脉宽随脉冲串个数、间隔和泵浦功率密度等的变化规律。研究结果表明种子注入型泵浦脉冲串的受激布里渊散射相位共轭组束是一种高效的组束方法。     

受激布里渊散射相位共轭激光组束规律的研究

提出了一种新的SBS激光组束的方法。此方法中,一束按时间分布的激光脉冲序列作为泵浦光从SBS放大池的一端入射,另一束Stokes频移种子光从SBS池的另一端入射,Stokes种子光在SBS池的相互作用区提取泵浦光能量。研究了组束效率和输出脉宽随脉冲串个数、间隔和泵浦功率密度等的变化规律。研究结果表明种子注入型泵浦脉冲串的受激布里渊散射相位共轭组束是一种高效的组束方法。     

利用受激布里渊散射实现在轨运动目标激光跟踪瞄准研究

利用受激布里渊散射相位共轭技术,补偿激光大气传输过程中由于大气湍流等因素所造成的激光波前畸变,并且引入速度补偿镜方法,对模拟运动目标进行激光跟踪瞄准。利用高斯光束的无限腔长相位共轭腔理论分析了这种跟瞄方法的可行性。在室外1．27km距离,进行了在轨运动目标跟踪瞄准的原理性实验研究,实验结果表明,利用受激布里渊散射相位共轭技术和速度补偿镜方法,可以实现对在轨运动目标的跟踪瞄准,并且通过此方法,可以把激光能量能较好地集中于目标上一个很小的区域内。到达目标的最大共轭光能量为24．0mJ。