飞秒物理、飞秒化学和飞秒生物学

飞秒激光技术因其极高的时间分辨特性而被广泛应用于研究多种材料的超快过程,文章从几个侧面就飞秒技术在物理学,化学及生物学等方面的应用作了介绍,在飞秒物理方面,介绍了飞秒技术在研究半导体量子阱材料,纳米材料的性质及高次谐波产生等方面的研究进展,飞秒化学则主要介绍了飞秒技术在研究光化学反应,光解离过程、键的断裂及结合以及相关的动力学过程的应用;在生物方面,则介绍利用飞秒技术研究光合作用中的能量传递过程,视觉系统中的光致异构化过程以及DNA中的电荷传递及质子传递等过程的研究现状。     

飞秒强激光能量在Ar原子团簇中的沉积

飞秒强激光与团簇的相互作用是一个十分活跃的研究领域, 本文采用一种新的理论模型, 研究了飞秒激光在团簇中的传输的过程, 计算了Ar原子团簇对超强激光能量的吸收, 并通过解析计算连续曲折射程、最大穿透深度和特征时间三个重要的物理参量来重新估算了这一模型的可行性.     

飞秒强激光能量在Ar原子团簇中的沉积

飞秒强激光与团簇的相互作用是一个十分活跃的研究领域,本文采用一种新的理论模型,研究了飞秒激光在团簇中的传输的过程,计算了Ar原子团簇对超强激光能量的吸收,并通过解析计算连续曲折射程、最大穿透深度和特征时间三个重要的物理参量来重新估算了这一模型的可行性.     

飞秒强激光脉冲在等离子体中的自压缩

文章从激光等离子体相互作用的非线性薛定谔方程出发,理论研究了飞秒强激光脉冲在等离子体中的自压缩行为.结果表明在一定范围内随着激光脉冲宽度、激光强度的增大以及等离子体密度的减小,飞秒强激光脉冲在等离子体中传播的自压缩现象越明显.另外通过适当设定参量得到了近似稳定传播的基孤子.     

飞秒脉冲激光的倍频实验研究

用互类匹配ＢＢＯ晶体对近红外波段钛宝石飞秒脉冲激光做倍频实验，取得近３０％的转换效率，对飞秒脉冲激光倍频的有关问题进行了分析讨论．     

飞秒脉冲激光的倍频实验研究

用I类匹配BBO晶体对近红外波段钛宝石飞秒脉冲激光做倍频实验,取得近30%的转换效率,对飞秒脉冲激光倍频的有关问题进行了分析讨论。     

强飞秒激光在云雾环境中的非线性传输

基于分层散射介质传输模型的概念,建立了综合考虑非线性光学效应、湍流扰动及粒子散射的飞秒激光云雾传输模型。利用该模型数值模拟了大气湍流和粒子散射等大气扰动类型对飞秒激光传输成丝动态演化过程的影响。结果表明,大气湍流能使脉冲形状产生不规则变化,对自聚焦成丝过程中的脉冲能量流动有重要影响;粒子散射可以使脉冲能量明显衰减,从而影响光丝的形成过程;飞秒激光在云雾环境中传输时,粒子数浓度越高,粒子半径越大,则形成光丝的长度越短,成丝过程中能量衰减越快,脉冲能量的总衰减量越多。研究结果可为真实大气条件下飞秒激光实际应用效能评估提供一定的理论依据。     

飞秒强激光诱导人工降雪首次实现

近期《自然—光子学》杂志在＂News＆Views＂专栏中,专题报道了中科院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室徐至展、李儒新研究组首次利用飞秒强激光在云室中非线性成丝诱导大面积降雪的重要科学发现。     

飞秒激光脉冲产生研究

本文报导了一种用于超快速同步扫描诊断技术的高稳定CPM环型染料激光器,激光器通过多层电介质反射镜弥散进行啁啾补偿,激光器输出脉宽45fs。     

飞秒强激光脉冲中氩团簇库仑爆炸特性研究

利用Bathe模型,理论模拟了氩团簇在飞秒强激光中(100 fs, 1016 W/cm2)的电离和爆炸过程.研究结果显示,在团簇尺寸较小时,离子平均能量与团簇初始半径平方成正比,爆炸机制为典型的库仑爆炸.随着团簇尺寸的增加,能量增加的速度趋缓并在一定团簇尺寸后趋于饱和.模拟结果与实验数据有较好的吻合.     

基于OpenMP的飞秒强激光在空气中传输并行计算

轴对称超短强激光在空气中的传输可以用2D+1维非线性薛定谔方程来描述,该方程一般可用FCN方法进行求解,即在时间上应用快速傅里叶变换方法、在空间横截面上采用Crank-Nicholson差分法。但由于计算非常耗时,传统串行的FCN方法只能计算强激光在百m量级距离上传输。基于OpenMP设计了求解2D+1维非线性薛定谔方程的并行方法及其程序。数值模拟结果证明了程序的正确性和较高的并行效率。当线程数为15时并行加速比为12。此并行方法可应用于模拟长距离的超短超强激光的传输。     

飞秒强激光经氩气和氩团簇的传播

通过数值求解三维电场传播方程,理论模拟了飞秒强激光脉冲（50 fs,1016 w/cm2）在氩气和中等尺寸氩团簇中的传播效应.结果表明,飞秒强激光脉冲经氩气传播将发生频谱蓝移展宽和光束发散;而经中等尺寸氩团簇传播,则存在一定程度的自聚焦效应.     

更快、更高、更强——2001年的超导研究

 在2001年,全世界的科技工作者为量子论诞生100周年和诺贝尔奖颁发100周年举行了一系列庆祝活动。在《科学美国人》杂志的一篇纪念文章中,作者列举了33项展示量子论神奇力量的重大发现,这其中有8项与超流-凝聚有关。它们是1911年超导电性的发现,1924年玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的预言,1938年超流的发现,1957年BCS超导理论的提出,1973年核磁共振成像用于医疗诊断,1980和1982年整数和分数量子霍尔效应的发现,1986年铜氧化物高温超导体的发现和1995年BEC的实现。     

飞秒激光光刻波导偏振器

飞秒激光诱导折射率变化提供了一种灵活的三维光子器件制作手段.飞秒激光光刻的Ⅱ类波导具有偏振导光特性,可以作为波导偏振器,但是对于要保留的偏振分量损耗太大.本文阐述了一种利用飞秒激光在熔融石英中制作的新型低损耗波导偏振器.它由中间的一根Ⅰ类波导及两侧的两根Ⅱ类纳米光栅轨迹构成.基于飞秒激光诱导的纳米光栅的偏振依赖散射特性...     

飞秒激光光刻波导偏振器

飞秒激光诱导折射率变化提供了一种灵活的三维光子器件制作手段.飞秒激光光刻的II类波导具有偏振导光特性,可以作为波导偏振器,但是对于要保留的偏振分量损耗太大.本文阐述了一种利用飞秒激光在熔融石英中制作的新型低损耗波导偏振器.它由中间的一根I类波导及两侧的两根II类纳米光栅轨迹构成.基于飞秒激光诱导的纳米光栅的偏振依赖散射特性,II类纳米光栅轨迹能够对I类波导的倏逝场进行调制.偏振方向垂直于纳米光栅的模式相对于偏振方向平行于纳米光栅的模式有更大的散射损耗,因此导通的是偏振方向平行于纳米光栅的模式.研究了消光比随I类波导与II类纳米光栅轨迹之间的间距的变化关系,选择一个最佳间距来进一步研究消光比随II类纳米光栅轨迹长度的变化关系.在间距6 μm,II类纳米光栅轨迹扫描长度6 mm处实现了最大15.91 dB的消光比.通过增加II类轨迹的长度或者数量,很容易得到更高的消光比.     

化学反应飞秒相干动力学与激光相干控制——1999年诺贝尔化学奖介绍

文章主要介绍了１９９９ 年诺贝尔化学奖得主艾哈默德·泽维尔（Ａｈｍｅｄ．Ｈ．Ｚｅｗａｉｌ） 教授的获奖工作———用飞秒技术和飞秒光谱的方法研究化学反应飞秒相干动力学,叙述了它们的原理、方法和应用,并简要介绍了其获奖背景、重要意义、相关研究及应用展望．     

Ar原子团簇与飞秒强激光相互作用产生的高能离子计算

利用改进的“等离子体球”模型模拟了Ar原子团簇与飞秒强激光相互作用的物理过程.改进后的模型弱化了原模型在共振吸收附近团簇内部屏蔽电场的异常增强行为，从而使其更为合理，计算得到的Ar离子平均动能与以往的实验结果符合.还定量地研究了Ar离子平均动能及其平均电荷态与团簇尺寸以及激光参数之间的变化关系. 关键词： 团簇 飞秒激光 高能离子 共振吸收     

化学反应飞秒相干动力学与激光相干控制——1999年诺贝尔化学奖介绍

文章主要介绍了１９９９年诺贝尔化学奖得主艾哈默德·泽维尔（Ａｈｍｅｄ．Ｈ．Ｚｅｗａｉｌ）教授的获奖工作———用飞秒技术和飞秒光谱的方法研究化学反应飞秒相干动力学,叙述了它们的原理、方法和应用,并简要介绍了其获奖背景、重要意义、相关研究及应用展望．     

飞秒激光在BBO晶体中倍频效率的数值计算

采用分步傅里叶法对飞秒激光在BBO晶体中倍频过程的效率进行了数值计算,分析表明这种方法既避免了其他数学方法的繁琐,又直观地展现了倍频过程的物理本质.针对有关实验条件,计算了脉宽为100fs的激光脉冲通过2mm长、Ⅰ类相位匹配的BBO晶体的倍频效率,计算结果与实验上对同样晶体倍频效率的测量是一致的. 关键词： 飞秒激光 倍频     

飞秒、太瓦级钛宝石激光系统

本文综述基于啁啾放大技术的飞秒ＴＷ级钛宝石激光系统的发展概况及最新进展,在详细分析其应用前景的基础上,进一步指出了这一技术的发展趋势。