飞秒激光-固体靶相互作用中渡越辐射的测量

 为了探索超热电子的加热机制，利用光学CCD相机和OMA光学多道分析仪，分别在靶背法线方向测量了光学渡越辐射（OTR）积分成像图案和光谱。实验在100 TW掺钛蓝宝石激光器上进行，飞秒激光与铜膜靶作用后，靶表面发光信号由空间分辨装置聚焦成像并引到CCD或OMA谱仪的狭缝上。测得的积分成像图案呈圆环状，光斑形成区域直径约为225 μm，在圆环边缘附近出现局部化明亮光信号，该现象表明，超热电子在传输的过程中存在成丝效应，其分布也不均匀。光谱在300～500 nm之间出现一系列非周期锐利尖峰，在400 nm（2ω0）附近出现的尖峰应归因于v×B加热机制产生的超热电子引起的相干渡越辐射（CTR）。     

The role of refocusing in dynamic X-wave formation during femtosecond laser filamentation in water

<正>With the evolution of a laser pulse in water,the formation of a nonlinear X wave during femtosecond filamentation is investigated based on numerical simulations.In particular,we analyze the far-field angularly resolved spectra obtained for different temporal portions of the ultrashort pulse during its propagation. Our result shows that the refocusing of ultrashort pulse leads to the formation of dynamic X wave which essentially manifests itself as conical emission.     

增益(损耗)介质中高功率激光束的小尺度自聚焦理论研究

将Bespalov-Talanov理论推广到介质有增益(损耗)的情形,揭示了在介质有增益或损耗从而 光强随传输距离变化的情况下小尺度自聚焦的特性.主要是在一定的输入功率下,小尺度调 制增长的临界频率、最快增长频率及其对应的最大增益(B积分)均随介质增益或传输距离的 增大而增大;对于确定的输出功率,随介质增益的提高,B积分值变小,同时最快增长频率 向低频方向移动.利用局部能量守恒定律唯象地研究了增益和损耗对激光束成丝的影响,发 现增益使成丝距离延长而损耗使成丝距离缩短.讨论了介质增益和损耗对高功率激光放大器 设计的影响.尽量使激光器在小输入高增益状态下运行,可以从某种程度上抑制因小尺度自 聚焦而导致的介质破坏效应. 关键词： 自聚焦 成丝 强激光传输     

温度对飞秒激光脉冲在NaCl溶液中成丝产生的超连续谱的影响

利用飞秒激光脉冲在NaCl溶液中成丝,研究了溶液温度对飞秒激光成丝过程中产生的超连续谱的影响.发现在激光脉冲能量较低时,溶液温度对超连续谱的影响几乎可以忽略;而在激光脉冲能量较高时,随着NaCl溶液温度的升高,超连续谱呈现出被压缩的趋势.此外,在激光脉冲能量较高的情况下, NaCl中会产生大量的气泡.通过分析,得出了飞秒激光在溶液中成丝产生的气泡是影响超连续谱发射的主要因素.     

激光在高温等离子体中的成丝不稳定性数值模拟

简要介绍激光一靶耦合中,二维(y,z)、三维(z,y,z)成丝不稳定性数值模拟方法及计算结果。该方法包括非局域热传导和Landau阻尼。二维(y,z)成丝过程的发展与一维双温单流体力学计算同步耦合,成丝的零级量由一维双温单流体力学计算提供。三维(z,y,g)成丝的模拟采用固定时刻的零级量为背景进行计算。成丝过程的发展除与成丝背景有关外,还与扰动波长、入射激光强度、激光波长等有关。计算结果表明：成丝不稳定的产生和发展,将严重影响光束质量,府进一步深入、系统地研究。     

超强线极化激光在e-p等离子体中传播的成丝不稳定性

基于超强线极化激光在正负电子对(e-p)等离子体中的传播方程,讨论了相互作用过程中的成丝不稳定性。得到了电磁波的非线性色散关系和不稳定性增长率,并讨论了传播过程中激光强度和等离子体温度对成丝不稳定性的影响。结果表明,成丝不稳定性的强弱主要由相互作用的非线性效应与受有质动力作用后等离子体密度的减小之间的竞争所决定。     

激光波前相位因子对飞秒脉冲激光成丝动力学的影响

利用一个全阶色散非线性传输模型采用数值模拟的方法研究了初值条件中描述透镜聚焦效应的相位因子对飞秒脉冲激光成丝动力学的影响.研究发现,利用单色指数相位因子e^{－ik(0)r2/2f}来描述飞秒脉冲的透镜聚焦效应是不准确的,特别是对于周期量级超短激光脉冲的成丝现象,甚至会导致完全不同的成丝动力学过程.为了准确描述飞秒脉冲的透镜聚焦效应,必须采用准确的相位因子e^{－ik(0)r2关键词： 相位因子 成丝 飞秒脉冲 透镜聚焦}     

空气中激光等离子通道的演变和控制

为精确再现超强飞秒脉冲激光在大气中的传输特性,有效控制激光诱导等离子体通道的性能参数,基于扩展的非线性薛定谔方程,研究了空气中产生的等离子通道的演变过程。该模型在考虑衍射、色散和多光子效应的基础上,引入了拉曼散射、等离子体尾波场和相对论自聚焦等多种效应。讨论了电子密度和光强通量的空间分布特性,运用分步傅里叶法和有限差分法得到了电子密度和光强通量的分布,仿真结果显示,激光波长、单脉冲能量、脉宽和束腰半径等初始参数的变化将对等离子体通道的演变产生显著影响,为超短脉冲强激光在大气中成丝位置和形态控制提供了可能的途径。     

Intense broadband THz generation from femtosecond laser filamentation

Broadband and energetic terahertz (THz) pulses can be remotely generated in air through filamentation. We review such THz generation and detection in femtosecond Ti-sapphire laser induced remote filaments. New results are presented on the direct relationship between THz generation in a two color filament and induced N2 fluorescence through population trapping during molecular alignment and revival in air. This further supports the new technique of remote THz detection in air through the sensitive measurement of N2 fluorescence.     

束缚高压强气体中成丝的空心毛细管芯径对光谱展宽的影响

采用空心毛细管束缚强飞秒激光脉冲在高压强气体中产生的成丝时，空心毛细管芯径对光谱展宽有着重要的影响. 研究了空心毛细管束缚成丝时，空心毛细管芯径对光谱展宽的影响. 结果表明，在低能量(0.4mJ)入射时，光谱展宽主要由成丝引起，而在高能量(1.3mJ)入射时，空心毛细管起到光波导效应参与了光谱展宽. 当能量介于二者之间时，采用芯径较小的空心毛细管，可以获得更好的光谱展宽效果. 关键词： 毛细管 成丝 束缚 光谱展宽