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超短超强激光脉冲在低密度等离子体和空气中的传输

超短超强脉冲激光在低密度等离子体和空气中的非线性传输是当今强激光与物质相互作用研究的一个重要课题。本论文阐述了超短超强激光在低密度等离子体和空气中的长距离自聚焦和自导引效应。1.考虑有质动力与电荷分离场的平衡,推出了超短超强脉冲激光在低密度等离子体中的折射率、电子密度和电荷分离场的表达式以及激光束斑的演化方程。首次利用自恰电子空腔效应分析了超短超强激光在低密度等离子体中的长距离传输和自聚焦效应,详细分析了长距离传输的条件。2.考虑多光子电离效应和光学Kerr效应,首次利用力学类比的方法研究了超短脉冲激光在电离气体中的传输,详细分析了传输距离与激光初始光斑、初始发散角以及激光功率的关系,提出了实现长距离传输的条件。3.发展了一种适用于超短脉冲激光的光学偏振放大技术,并应用于10ps KrF激光放大系统中,可在有限的激光输出口径内有效地提取激光的输出能量。对10ps状态下KrF介质的饱和光通量进行了测量。4.开展了10ps KrF激  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国工程物理研究院北京研究生部
中国工程物理研究院北京研究生部

超短脉冲激光与物质相互作用中电子行为的研究

本论文主要对超短脉冲激光与物质相互作用中电子的行为在几个方面进行研究。其中包括超短脉冲激光与固体靶作用中超热电子的能谱和角度分布,靶材料的电导率对电子行为的影响以及在不同的密度标长条件下超热电子和与电子相关的等离子体特征;超短脉冲激光与气体靶相互作用中与高次谐波相关的电子的具体运动规律和产生短波长高次谐波的优化条件;超短脉冲激光与团簇原子相互作用中通过对电子的隧道电离而引起的库仑爆炸等。这几个方面虽然相互间各有特点,但电子在超短激光脉冲中的行为或者是我们直接感兴趣的实验特征,或者是与实验现象紧密相关的。通过这些实验和理论研究,以期能对目前强场物理中两个重要的热点课题——快点火激光模拟核聚变和高次谐波中电子的行为有一定的新的认识。本文的主要内容及结果如下:1、利用自行研制的电子磁谱仪测量了超短脉冲激光与固体靶相互作用中产生的超热电子的能谱。能谱呈双温Maxwell分布,在5×10~(15)W/cm~2的激光强度下固体靶产生的超热电...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

《应用激光》2017年02期
应用激光

532nm短/超短脉冲激光作用于蓝宝石的研究

0引言蓝宝石具有优良的物理性能(光学性能、力学特性、热性能等)和化学性能,主要用于航空航天工业、化学工业和其他许多领域的设备及构件,能经受侵蚀性介质、辐照、高温、压力和机械加载的作用[1]。作为光学元件、LED产业中的基质和衬底材料、微机械设备的主要应用材料,蓝宝石因其良好的性能受到了越来越广泛的关注[2-4]。谢小柱等利用脉冲纳秒绿激光(50ns)研究蓝宝石基片划切过程,确定蓝宝石材料的烧蚀阈值和产生裂纹阈值分别为15.0、84.0J/cm2,在优化参数下获得深宽比约为7(深度为141μm、宽度为20μm)的良好切槽[5];白帆等通过波长157nm深紫外激光对蓝宝石材料进行扫描刻蚀和打孔实验,提出准分子对蓝宝石加工是一个光化学作用与光热作用并存的加工过程,并通过对激光重复频率和扫描速度的控制可实现蓝宝石材料的精细微加工[6];O.Uteza等研究了蓝宝石在纳秒、皮秒以及飞秒不同脉宽激光作用下的表面损伤阈值,三种不同作用方式的损...  (本文共5页) 阅读全文>>

《光学学报》1971年00期
光学学报

超短脉冲激光在均匀等离子体中的一维演化

超短脉冲激光在均匀等离子体中的一维演化程亚徐至展韩申生张文琦陈建文(中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800)摘要研究了均匀等离体中超短脉冲激光在传输过程中的脉宽、峰值功率随时间、空间变化的解析式。结果表明,对于25fs左右的超短脉冲,由等离体色散引起的脉宽变长及峰值功率降低效应是明显的。关键词等离子体,超短脉冲激光,传输。随着超短脉冲激光技术的发展,尤其是通过超短脉冲与气体靶相互作用可以得到X射线激光,或产生大幅度的等离子尾波场用于加速电子以及利用其产生的高次谐波作短波长光源,研究超短脉冲在均匀等离子体中的传播显得十分必要[1~3]。在已经研究过的短脉冲光束的三维传播问题中[5],由于近似条件的限制,只能计算光脉宽至少在十几个波长以上的光束的演化。但是目前短脉冲激光技术已经可以产生短至20fs左右的激光,脉宽可小于10个波长。对这类光束的演化,其纵向脉宽变化较大,原有结果需要重新考虑。本文针对脉冲极短、焦斑半径较大的...  (本文共3页) 阅读全文>>

《量子电子学》1989年04期
量子电子学

超短脉冲激光产生方法新说

到目前为止,关于产生超短脉冲激光的方法已有许多技术。为寻求新的产生方法和探索新的产生超短脉冲激光的技术途径,作者根据其产生过程的物理机制的不同,提出新的分类方法: 一、受激辐射的物理机制:各种锁模激光,包括超短腔激光腔,分布反馈激光器以及受激喇曼过程中的脉冲压缩; 二、自发辐射的物理机制:超辐射,行波放大自发辐射(ASE)...  (本文共2页) 阅读全文>>

《中国材料进展》2010年05期
中国材料进展

中科院物理所在全固态超短脉冲激光研究方面取得系列新进展

中科院物理研究所魏志义研究组通过广泛的合作,在全固态超短脉冲激光研究领域取得系列重要进展,相继研制成功多种性能优良的全固态超短脉冲激光。由于广泛的前沿应用,超短脉冲激光是激光领域最活跃的研究方向之一。但传统的超短脉冲激光不仅技术复杂,而且多数需要采用特殊的泵浦源,导致这类激光器件十分娇贵,只能局限于一些专门的实验室。因此,发展可用半导体激光直接泵浦的超短脉冲激光技术与器件,具有重要意义。自20世纪90年代,国际上一些研究组就开始了二极管激光直接泵浦掺Nd,Cr等共价离子的激光研究,并在1um波段实现了多种稳定的皮秒脉冲输出。2000年前后,人们采用掺Yb离子的新型激光材料又在Yb:YAG等激光中实现了飞秒输出。但与钛宝石激光相比,这类激光所能产生的脉宽还不具备竞争优势,除二极管激光直接泵浦的高效率特点外,一些物理及光学性能也不如钛宝石激光理想。为此,寻求性能先进的新型全固态超短脉冲激光,是人们竞相努力的方向。2009年魏志义研究...  (本文共1页) 阅读全文>>