激光带宽抑制光束小尺度自聚焦效应的条件

激光带宽有利于抑制光束的小尺度自聚焦效应,从而突破非线性效应的限制提高高能固体激光器的输出功率。研究表明,带宽抑制小尺度自聚焦效应的程度与带宽和脉宽之比密切相关,相同脉宽条件下带宽越大对空间小尺度自聚焦的抑制作用越明显,而带宽一定时随着脉冲宽度的增大,带宽的抑制作用则逐渐变弱。在实际的钕玻璃激光放大系统中,由有限的增益带宽以及增益窄化等因素所限制的带宽量,决定了在这类固体激光系统中需要脉冲宽度短至皮秒量级才能有效利用激光带宽抑制小尺度自聚焦效应,而对于长至数十皮秒,甚至纳秒量级的长脉冲而言,如此有限的带宽量对小尺度自聚焦的抑制几乎不起作用。     

双频激光在等离子体中的共振自聚焦

本文从理论上详细地研究了双频激光在等离子体中的共振自聚焦。本章从流体方程出发,导出了双频激光驱动下等离子体的非线性介电常数,从而清楚地展示了等离子体波有质动力的影响。接着,具体地处理了等离子体纵向静电场,进而反映出共振自聚焦的具体特征。最后还讨论了共振自聚焦对拍频波加速器中粒子加速过程的影响。     

激光等离子体中的共振吸收所引起的谐波发射

本文考虑了临界密度附近的密度梯度明显变陡的情况,解析地讨论了激光等离子体中共振吸收所引起的谐波发射问题,得到的二次谐波的转换率与实验结果相符。另外,还就三次谐波发射的转换率进行了计算。 关键词：     

辅助光斑对10μm半径级小尺度自聚引发谐波辐射的作用

本文的最新实验表明,单个10μm半径级的激光斑在预形成的激光等离子体中不能有效激励90°侧向3ω₀/2谐波发射。但配合同样尺寸的辅助光斑,在满足一定位置和角度条件下却容易引发这种发射。使用双等离振子衰变理论,结合动态自聚细丝模型分析了这一现象的起因。     

超短超强激光在稀薄等离子体中的自聚焦传输

开展超短超强激光与次稠密等离子体相互作用实验,采用探针光对激光等离子体相互作用区域进行阴影成像,研究了不同激光功率与临界功率比值及不同激光脉冲长度与等离子体波波长比值下的激光在次稠密等离子体中的自聚焦传输。结果表明:相对论效应是超短脉冲在次稠密等离子体中的主要自聚焦机制,激光功率与临界功率比值是影响超短脉冲在次稠密等离子体中形成自聚焦的关键条件。     

双环斑激光束在克尔介质中的自聚焦和光斑分裂效应

实验上发现了双环斑激光束在克尔介质中的光斑分裂效应。理论上,通过数值求解非线性薛定谔方程,发现当输入光斑功率超过100 kW/cm2时,产生光斑分裂和自聚焦效应,该阈值明显小于单环斑激光的自聚焦和光斑分裂阈值。我们认为是双环之间的耦合效应导致了这种结果,并给出了具体分析。     

环形斑光束在非线性克尔介质中的自聚焦效应

通过数值求解非线性Schrödinger方程,详细讨论了环形斑光束在非线性克尔介质中的传输特性.当入射光超过一定的功率时,光束产生多级自聚焦现象,自聚焦焦点出现在离轴的环上;自聚焦阈值与环形光束的半径有关;传输过程中光斑存在横向分裂现象,并且分裂与聚焦交替进行;当两个半径不同的同轴环状光束同时在非线性介质中传输时产生耦合效应,耦合效应使其自聚焦增强.     

0.53μm激光与等离子体相互作用实验研究

利用神光–I激光装置的南路光束经KDP晶体倍频后的0.53μm激光与金盘靶相互作用,重点研究了吸收、X光转换、SRS超热电子和离子发射行为。结果表明,采用短波长激光,吸收和X–光转换率明显提高,SRS及超热电子的产生得到了明显抑制。     

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。     

均匀与非均匀等离子体中的受激散射与谐波

本文首先从Vlasov方程出发,推广文献[10]结果,求得适用于均匀与非均匀等离子体的电子、离子与电磁辐射间的耦合方程。然后在求解这些耦合方程的基础上分析激光等离子体中产生受激散射及谐波的机制,计算了其阈值与增率。 关键词：     

相对论谐波辐射对激光参数与等离子体参数的依赖特性

分析了相对论谐波辐射对入射激光参数和等离子体参数的依赖特性.结果表明：入射激光强度、脉冲宽度、脉冲形状和等离子体密度等参数对相对论谐波辐射有重要的影响.所得结果为实验提供了参考和依据. 关键词：     

小能量激光等离子体的受激Raman散射

研究了激光平面靶耦合时受激Raman散射(SRS)的时间分辨光谱-在小能量激光入射平面靶时，SRS主要受激光等离子体电子密度分布的影响-在激光靶耦合初期，等离子体电子密度呈指数分布，SRS因对流阈值较高而被抑制，耦合后期平面靶被烧穿后，等离子体电子密度呈高斯分布，SRS就在均匀密度处绝对增长起来-多种材料构成的靶以及成丝存在，加剧了等离子体电子密度平台的出现，也增加了SRS光的发射- 关键词：     

激光等离子体二次谐波时间分辨光谱的细结构

本文报道沿与光轴成90°方向拍摄的2ω₀谐波时间分辨光谱。谐波的主峰与次峰是由许多细而亮的条纹组成,对此我们作了理论分析。 关键词：     

“四靶串接”类氖锗软X光激光趋向饱和增益的理论研究

介绍了“四靶串接”设计思想,继对接方式之后,又提出了顺接方式来提高X光激光增益,使四靶总长度达到5.6cm。我们研制了程序系列来模拟这一实验,直接给出测点处的X光激光的强度。先用上轮“双靶对接”实验结果检验我们的程序系列,使得23.2nm激光线的结果与实验数据相符合,再用它模拟“四靶串接”实验。在实验之前,对各靶之间距离和角度,以及这些数据对实验结果的敏感程度作了预估,用以指导实验。实验结果证明理论模拟是正确的。23.2nm和23.6nm两条激光线已明显趋于饱和,其小讯号增益长度积GL分别达到18.3和17.6,有效GL分别达到16.4和15.7。X光激光的发散角已减小到3～4mrad,超过美国利弗莫尔实验室(LLNL)已发表的最好结果。     

激光等离子体非平衡X射线发射谱理论研究

在平均离子模型的基础上,发展了一个计算离子组态概率分布的有效方法,称为统计方法.根据激光靶耦合程序模拟给出腔靶等离子体状态条件,研究1.06μm激光金等离子体的非平衡离子组态分布和X射线发射谱特性.得到与实验谱相同的能带范围,并得出在激光等离子体中多电子同时处于激发态的离子组态对X射线发射的贡献不能忽略的结论. 关键词：     

激光等离子体共振吸收的波碎过程

用理论分析和粒子模拟方法对激光等离子体共振吸收的波碎过程进行了研究．讨论了温度参量对共振吸收的影响，发现在共振区域电子不但会被其在静电波势阱中的振荡加热，也会被朗道阻尼所加热；在低密度区域还存在着湍动加速机制．在一定的功率水平下，可以观察到二次波碎行为     

在稀薄等离子体中激光传播的相对论自聚焦

讨论超强、超短脉冲激光在稀薄等离子体中传播过程的某些性质;用二维快速傅立叶变换求解波动方程.相对论自聚焦的基本方程包括非线性源项和衍射的影响.由于有质动力和相对论的影响,使等离子体的频率降低,从而使折射指数发生改变,影响激光在等离子体中的传播.在入射激光功率(p)超过临界功率(p_c)时,激光在传播过程中产生自聚焦;反之,激光在传播过程中逐渐衰减,不产生自聚焦.