简并双光子激光的朗之万理论

本文运用朗之万方法研究具有双光子损失机制的简并双光子激光。结果表明,这类激光不但具有比单光子激光大得多的稳态平均光子数,而且具有大得多的激光线宽。     

光抽运双光子激光的全量子理论

本文采用均匀加宽的四能级原子模型与光泵双光子激光相互作用,其系统具有双光子损耗机制。利用全量子理论推导各原子算符的朗之万方程,进而研究了稳态光子数、频率、线宽及激光运转过程。     

相干泵浦双光子激光的光子数起伏

本文采用朗之万量子理论和激光场的准线性表示计算相干泵浦双光子激光的光子数起伏。结果表明,具有双光子损耗机制且在近阈运行时,双光子激光不存在光子数压缩态。     

双光子染料ps激光泵浦下的超辐射和腔激射

本文首次报道了ps激光脉冲泵浦下的有机染料的上转换腔激射，当用1064nm激光（40ps）激发有机染料PSPS[trans-4-（4′-pyrrolidinyl styryl)-N-methyl pyridinium methyl sulfate]时，可以得到中心波长分别为615nm和620nm的超辐射和腔激射，用再吸收现象解释了腔激射相对超辐射的红移现象，用不同条件下再吸收系数的不同解释了超辐射和腔激射相对双光子荧光的蓝移。该染料的399ps的荧光寿命有利于腔激射的产生。我们得到了远大于泵浦光脉冲宽厚的200ps激光振荡，并对此现象进行了解释。     

激光过程中真空态和单光子叠加态的量子特性

采用热纠缠态表象和有序算符内的积分技术,通过求解密度矩阵主方程,导出了真空态和单光子叠加态在激光过程中的Wigner函数和光子数分布的解析表达式。采用数值计算方法,给出了腔场的增益和衰减常数等参数取确定值时真空态和单光子叠加态的Wigner函数、负部体积和光子数分布的演化曲线。通过比较Wigner函数负值区域的变化,讨论了耗散过程对该量子态量子特性的影响。研究结果表明:随耗散过程进行,态的Wigner函数负值范围和负值深度都在逐渐减小,直至负值消失。     

激光模拟单粒子效应中单光子与双光子吸收诱导电荷量对比

通过理论推导和模拟试验,研究了单光子和双光子吸收分别占主导时,脉冲激光模拟试验中电荷收集效率之间的定量关系。分析不同光学参数对模拟试验中电离电荷浓度影响,确定具体激光波长、脉宽、能量及束斑等参数。根据脉冲激光在硅中单光子线性吸收和双光子非线性吸收的特点,推导单光子与双光子吸收产生电荷量比值的定量公式。通过1064 nm和1200 nm波长激光的验证试验,发现了响应脉冲及产生电荷量与脉冲激光能量或能量平方具有良好的线性关系,且在单光子吸收和双光子吸收各自占主导时,单光子吸收产生电荷率明显高于双光子吸收,证明了两种波长激光产生电荷量的比值近似等于公式计算结果。结果表明,1200 nm脉冲激光 1 nJ2 诱导电荷量等同于1064 nm脉冲激光 0.039 nJ诱导电荷量。     

激光钠信标光斑漂移和光斑半径的数值模拟与分析

激光钠信标的光斑漂移、光斑半径的变化对自适应光学校正有直接的影响。在激光钠信标光斑漂移方差和有效半径理论模型的基础上,采用数值模拟的方法,在三种大气湍流模式下,具体研究了激光钠信标光斑与激光光斑漂移方差和有效半径的差异,计算了不同发射口径时激光钠信标光斑的长曝光与短曝光有效半径的平均值,分析了有再泵浦能量激光对激发钠信标光斑漂移方差和平均有效半径的影响。研究结果表明,大气湍流强度、激光发射口径以及再泵浦激光能量都能够影响激光钠信标光斑漂移和光斑半径。     

面向增材制造的粉末束流对激光能量散射损失规律的理论研究

同步送粉激光增材制造是一种通过粉末添加方式快速制造实体零件的先进技术。在激光增材制造过程中, 激光与粉末束流将产生相互作用, 激光能量的损失是由于粉末束流对激光的散射作用。本文基于米氏散射理论建立数学模型, 研究粉末束流对激光能量的散射损失规律。结果表明: 激光能量散射损失与粉末颗粒物理特性、激光波长、粉末颗粒大小、送粉量等因素有关。粉末颗粒导电性能越好, 其对激光的散射损失越大;激光波长越长, 散射损失也越大;而在相同送粉量时, 粉末颗粒半径越小, 激光能量散射损失越大。从激光能量散射损失角度考虑, 激光增材制造宜选择短波长激光和大颗粒粉末。     

低能量激光照射引起的细胞增殖以及凋亡效应的一些分子机制研究

低能量激光照射(LPLI)可以调节多种生物过程.大量的实验结果表明它能够促进细胞增殖与分化.最近的研究表明高通量的低能情激光照射(HF-LPLDI)可以诱导细胞凋亡.低能量激光照射可以影响多种细胞内生理指标的水平.其中活性氧(ROS)的产生被认为是低能量激光照射引起的细胞生物效应中关键的因素.在分子水平上,低能量激光引起的细胞生物效应主要由一些信号蛋白来执行,简要介绍了低能量激光照射引起生物效应的研究进展,重点介绍了低能量激光照射的光化学本质,以及引起的细胞增殖和凋亡效应的分子机制.     

Ti-6A1-4V表面激光熔覆钛基复合涂层的微观组织及形成机制

Titanium matrix composite coatings were fabricated on Ti-6A1-4V substrate by laser cladding using powder mixtures of Ti Cr3C2 and Ti TiB2, respectively. The chemical compositions and mi-crostructures of the coatings were analyzed using scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS) and X-ray diffraction (XRD). Microhardness was measured by a microhardness tester. The results showed that Cr3C2 particles were dissolved and deposited to form dendritic TiC in the upper section and spherical grain TiC in the bottom of Cr3C2 Ti coating. Most of TiB2 was dissolved in the molten pool by laser irradiation, then formed TiB with fine needles and coarse needles in the TiB2 Ti coating. A few quasi-melted TiB2 particles with irregular shape at the bottom of the coating were observed. The average microhardnesses were approximately HV850-V1000, HV800-V1050 in the Cr3C2 Ti and TiB2 Ti coating, respectively, which were 2-3 times higher than that of Ti-6A1-4V substrate.