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空心光束的研究进展

各类空心光束都有其新颖独特的物理性质,这使得其在实现微观粒子的光学囚禁与四维操控以及冷原子的激光导引、漏斗等  (本文共4页) 阅读全文>>

华东师范大学
华东师范大学

三能级原子激光冷却、囚禁与操控的理论研究

在过去的二十年中,中性原子的激光冷却、囚禁与操控的理论与实验研究得到了快速的发展。本文首先综述了中性原子的激光导引、囚禁与冷却研究的发展概况及其玻色—爱因斯坦凝聚实验的进展;其次,就“三能级原子的激光冷却、囚禁与操控”进行了深入系统的理论研究;最后,就本文的研究工作进行了总结,并就本课题的未来研究进行了展望。本文利用缀饰原子方法,得到了Λ型三能级原子与激光场相互作用的一般解析解,它包括本征值、本征态和光学势等。对~(87)Rb原子,当光强I<2.5×10~6W/m~2时,本文得到的一般解析解对任意失谐都成立,它是到目前为止最精确的解析表达式。在小饱和参数近似下,这些一般解析解可简化为一些文献中的近似表达式。我们的研究发现缀饰三能级原子的光学势和偶极力具有一对失谐非共振峰,自发辐射率具有一对失谐共振峰。我们还发现自发辐射率和耗散力在小失谐条件下具有强度饱和效应。利用有效摩擦系数,我们发现偶极梯度力可用于实现三能级原子的蓝失谐激光S...  (本文共171页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨理工大学
哈尔滨理工大学

基于多模液芯光纤空心光束的产生及特性研究

空心光束(HLB)在微观粒子的冷却与囚禁、激光加工及生物医学等方面有着广泛的应用,其产生方法与特性目前仍是该领域的研究热点。HLB通常能利用几何光学法、模式转换法、计算全息法等方法产生,但是产生的实验装置很复杂。近年来又提出利用中空光纤法、多模石英光纤法以及液芯光子晶体光纤法产生HLB,然而,中空光纤法的损耗较大;多模石英光纤法的产生效率低、受光纤弯曲的影响较大;液芯光子晶体光纤法的成本高且充液技术难度大。针对以上问题,本文首次提出激光斜入射多模液芯光纤(LCOF)产生HLB的方法,并对其特性进行了理论和实验研究。从光波在光纤中传播的光线理论和波动理论出发,分别研究了大芯径和小芯径多模光纤产生HLB的原因,并对其相位与偏振特性进行了分析。利用Zemax光学仿真软件对大芯径LCOF产生HLB的系统建模,仿真分析了HLB的暗斑尺寸、环状光束宽度以及HLB质量随着LCOF的长度、芯径、激光入射角度的变化规律。然后搭建了利用LCOF产生...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

强非线性作用下超短脉冲激光的检测与控制机理研究

当入射激光光强不大时,激光在非线性传输过程中将不会导致物质的相关特性发生明显的改变;当激光强度达到一定的量级时,激光在非线性传输过程中将会导致物质的相关状态发生改变(例如等离子通道的产生),物质状态的改变这时将会反过来影响激光的相关特性。基于泵浦探测技术来分析检测激光脉冲传输过程中不同时刻的激光特性,并发展出光束的实时时空控制技术,对高功率超快激光和激光材料方面的发展和应用具有很大的实际意义。本文详细研究了强非线性作用下超短脉冲激光的检测与控制相关问题,获得如下主要成果:第一,利用泵浦探测技术研究了超短激光脉冲非线性传输过程中光束不同空间位置的时空演化规律,并在此基础上提出了一种改进型的超短脉冲激光不同空间位置的时空测量的方法。首先,对光束非线性传输时在小尺度自聚焦过程中光束的空间演变规律进行了测量。研究结果表明,随着输入功率的增大,在光束不同的空间位置(特别是空间调制峰以及空间调制谷位置)出现了不同的增长趋势,空间强度增长的不...  (本文共103页) 本文目录 | 阅读全文>>

长春理工大学
长春理工大学

双半高斯空心光束的形成、传输及控制技术研究

随着空心激光技术在生物学、激光加工和原子冷却等方面得到广泛的应用,人们已经利用不同的方法研制出了各种光强分布形式不同的空心光束,如双高斯空心光束、贝塞尔光束等等,它们的共同点都是光强从光束内边缘到中心光强逐渐减弱,呈渐变式分布,理论上,只有空心光束中心上的一点光强才为零。这必将限制了空心光束在某些场合的应用。针对此问题,本文提出了一种空心区域光强完全为零、在内边缘处径向光强呈阶跃式分布、从光环的内边缘处到光环的外边缘处按高斯函数规律减弱的特殊模式的空心光束—双半高斯空心光束。并在双半高斯空心光束的形成方法、传输特性及控制技术三个方面进行了深入的研究。本文的主要研究内容及其成果和创新点表现在以下几方面:1、研究了双半高斯空心光束的形成方法在双半高斯空心光束的形成方法方面主要研究了反射式光学法、透射式光学法以及锥形折射法。反射式光学法:在深入研究特殊非球面正圆锥反射镜的成像性质的基础上,根据光的成像原理,’提出了用来形成双半高斯空心...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

苏州大学
苏州大学

部分相干光束理论、实验产生与传输以及紧聚焦特性研究

在自然界中,完全相干光束与完全非相干光束都是不存在的,我们所接触到的光束都为部分相干光束,即介于完全相干光束与完全非相干光束之间的一种。在许多领域表明:降低光束的相干性,可使光束光强分布更均匀,这样在惯性约束核聚变、材料热处理等方面具有比高相干光束更明显的优势。此外,降低激光光束的相干性,在大气传输中,可以明显降低光束的闪烁因子与光束漂移,即可说明光束的质量得到了极大的提高,这个对于激光大气通讯有着重要的作用。本文研究对象是部分相干光束,其中在本文中部分相干光束分为两类。第一类就是具有特殊空间关联结构分布的部分相干光束,其关联函数非高斯,为矩形对称余弦高斯结构分布与多高斯叠加结构分布。而第二类为传统空间关联结构分布的部分相干光束,其关联函数为经典的高斯分布。本论文针对特殊空间关联结构分布的部分相干光束,主要研究了从理论的构建与传输,到实验上的产生与聚焦传输。对于传统空间关联结构分布的线性偏振部分相干异常空心光束,主要研究了通过高...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>