激光功率密度对Al膜靶后表面快电子发射的影响

报道了在20 TW皮秒激光器上完成的p偏振激光与等离子体相互作用过程中产生的快电子的角分布和能谱测量结果.实验得到：当激光功率密度小于1017 W/cm^2时,电子发射没有明显定向性,在激光入射面内多峰发射;当激光功率密度大于1017 W/cm^2,小于1018 W/cm^2时,电子主要沿靶面法线方向发射;当激光功率密度达到相对论强度时,电子主要沿激光传播方向发射;激光功率密度未达到相对论强度时,靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度符合共振吸收温度定标率;激光功率密度达相对论强度以上时,靶后表面法线方向

变栅距光栅实现啁啾脉冲光谱整形

为了充分利用放大介质的增益带宽，获得脉宽更短，功率更高的输出脉冲，需要将输入到主放大链的种子脉冲进行光谱整形来补偿放大过程中的增益窄化效应。提出了利用变栅距反射光栅实现中心波长1053nm，谱宽6nm啁啾脉冲的光谱整形。运用严格的光栅衍射耦合波理论分析光栅的衍射特性，发现该方案不会引入相位畸变。分别计算和分析了刻槽深度、入射角大小、光栅周期以及入射光波长的变化对衍射效率的影响，通过选取适当的光栅参量可获得0．5％～84％的光谱调制深度。

高功率激光装置前端系统激光脉冲的时间整形及修正技术

针对激光惯性约束聚变实验研究对高功率激光驱动器前端系统复杂时间形状种子激光脉冲的需求, 应用孔径耦合带状线集成波导整形系统设计了满足需要的前端整形激光脉冲。用一种新方法精确计算了孔径耦合带状线电脉冲整形器的耦合系数和孔径宽度的数值关系, 并针对高衬比度整形激光脉冲的需求, 提出了高衬比度双极型集成波导整形系统方案。由该系统可以得到100 ps脉冲前沿、1～3 ns脉冲宽度可调、高衬比度(大于100∶1)、光滑无纹波调制、可精确满足神光II八路及第九路装置需求的前端整形激光脉冲。

整形激光脉冲与激光探针同步技术

实现了应用于神光Ⅱ装置中的高精度整形激光脉冲与激光探针同步方案。在该方案中,激光探针经硅光导开关进行光电转换之后作为激光脉冲整形单元的触发信号,使激光脉冲整形单元,输出与激光探针同步的整形激光脉冲。为了降低由于触发信号不稳定引起的时间晃动,在光电转换之前放大激光探针,以调整激光脉冲整形单元触发信号的幅度。在神光Ⅱ装置中实现了整形激光脉冲与激光探针小于4.5 ps(均方根)的时间同步精度。

高稳定激光二极管抽运Nd∶YLF再生放大器

设计并实现了一种放大纳秒激光脉冲的高稳定的激光二极管(LD)抽运Nd∶YLF再生放大器。为了获得高稳定的输出,再生放大器工作在饱和状态。此时,再生放大器输出稳定性最好,而且注入激光脉冲能量波动引起的输出激光脉冲波动被抑制。由于增益饱和效应,再生放大器输出脉冲出现时域波形失真,附加后缀脉冲能够减弱时域波形失真。放大器工作波长1053nm,工作频率1Hz。输入240pJ的3ns方波激光脉冲,输出激光脉冲能量4.2mJ,总增益大于107,不稳定度小于1%(均方根),方波扭曲1.33。为3ns方波激光脉冲引入其本身幅度0.75倍的后缀脉冲,输出激光脉冲方波扭曲由1.33降至1.17。

Highly stable, diode-pumped Nd : YLF regenerative amplifier

We present the design and experimental results for a diode pumped Nd:YLF regenerative amplifier applied to amplify a nanosecond laser pulse. Numerical simulation shows that the maximum output energy and the best stability can be obtained when the regenerative amplifier operates in a saturated mode for all pulse duration and temporal profiles. Using extra post-pulse is a good method to decrease the square-pulse distortion caused by gain saturation effect. The amplifier shows output energy of 4.2mJ with a total energy gain of more than 107 and output energy stability of better than 1% rms. When extra post-pulse is added, square-pulse distortion is decreased from 1.33 to 1.17 for the amplifier that is seeded with an optical pulse of 3 ns.

基于电光调制的激光光谱整形技术

提出了一种新型的基于电光调制的激光光谱整形方案，该整形技术可以减轻啁啾脉冲放大系统中的增益窄化效应。傅立叶变换限的宽带种子激光脉冲通过光学展宽器线性展宽后，耦合到加载有整形电脉冲的集成波导调制器中进行整形，整形电脉冲由孔径耦合带状线电脉冲发生器产生。由于线性啁啾脉冲时间-频率的直接对应关系，在时域内对宽带种子激光脉冲整形，其光谱也得到了同样形状的整形。模拟了整形光谱形状，相应的整形电脉冲波形，分析了该整形技术的光谱整形分辨率，以及整形过程中引入的相位畸变。

Optical recording properties of metal-azo dye as recording medium with super-resolution near-field structure

A novel metallized azo dye has been synthesized. The absorption spectra of the thin film and thermal characteristic are measured. Static optical recording properties with and without the Bi mask layer super-resolution near-field structure (Super-RENS) of the metal-azo dye are investigated. The results show that the metal-azo dye film has a broad absorbance band in the region of 450-650 nm and the maximum absorbance wavelength is located at 603 nm. It is also found that the new metallized azo dye occupies excellent thermal stability, initiatory decomposition temperature is at 270 degrees C and the mass loss is about 48% in a narrow temperature region (15 degrees C). The complex refractive index N (N = n + ik) is measured. High refractive index (n = 2.45) and low extinction coefficient (k = 0.2) at the recording wavelength 650nm are attained. Static optical recording tests with and without Super-RENS are carried out using a 650nm semiconductor diode laser with recording power of 7mW and laser pulse duration of 200ns. The AFM images show that the diameter of recording mark on the dye film with the Bi mask layer is reduced about 42%, compared to that of recorded mark on the dye film without Super-RENS. It is indicated that Bi can well performed as a mask layer of the dye recording layer and the metallized azo dye can be a promising candidate for recording media with the super-resolution near-field structure.

输出高重复频率脉冲列的全固态激光器

报道了利用声光振幅调制锁模的方法，在激光二极管端面抽运Nd：YVO4激光器上获得320MHz高重复频率脉冲列的实验结果。实验采用平一平腔结构，腔长452mm，耦合输出镜透过率为3．6％。所用声光介质为熔融石英晶体，以铌酸锂作换能器，在驱动功率4．5W时，对1064nm波长衍射效率为50，相应的调制深度为0．31。在最佳锁模状态下，激光二极管抽运功率为3．5W，此时激光平均输出功率为15mw。示波器记录脉冲宽度680ps，实测光束质量因子M^2小于1．5。并在实验基础上对激光器工作的稳定性进行了分析，结果表

侧面抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的激光特性

实验研究了激光二极管阵列(LDA)侧向抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的准连续及被动调Q激光输出特性。该陶瓷激光器采用LDA侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,陶瓷棒抽运区域长度为20 mm,其总尺寸为3 mm×35 mm,掺杂原子数分数为~1%。在千赫兹准连续运转条件下,当平-平谐振腔的输出耦合镜透过率为47.3%时,获得最大平均功率23 W的1064 nm激光输出,光束发散角为4.5 mrad,斜率效率达12%。在谐振腔内插入Cr4+∶YAG晶体作为被动调Q开关,成功地实现了陶瓷激光器千赫兹重复频率调Q激光脉冲输出,当Cr4+∶YAG晶体初始透过率为60%时,输出激光脉冲宽度(半峰全宽)可窄至14.5 ns,调Q动静比约为40%。

星载激光对水下目标通信可行性研究

The characteristics of media in communication channel are analyzed briefly and the reasonable optical parameters of media are adopted. With certain communication system parameters the temporal and spatial distributions of the received signal from submerged platform are simulated using Monte Carlo method. The upper limit of the ratio of Monte Carlo estimated error to averaged value is about 0.3%. From the simulated results, the optimized sampling timing of receiver and field of view of telescope are obtained. Also the signal-to-noise ratio of the receiver is calculated. Based on this, the error probability of the communication system is deduced from laser pulse position modulation and maximum likelihood detection. The results show that under severe environment robust laser communication from a satellite to a submerged platform can be achieved.

大气到海洋激光通信信道仿真

详细分析了蓝绿激光穿过大气海洋信道的信道效应和物理特性,利用理论分析和蒙特卡罗模拟方法完成对光信道仿真。介绍了大气海洋激光通信蒙特卡罗模拟方法及计算步骤。研究了不同厚度云层对光束投影面积的展宽,和光脉冲穿过不同深度海水后的空间分布和时域信号波形,讨论了其不同的展宽机理,并对信道的噪声分布进行了分析。发现云层对光脉冲展宽作用在云层厚度500 m时达到饱和,信号能量的随机起伏随海水深度的增加而增大,但能量分布的半峰全宽并不增加,大气海洋的综合信道效应可以用时延滤波器进行建模。

准分子激光等离子体开关控制脉宽研究

利用准分子激光等离子体技术，在紫外预电离XeCl准分子激光器上获得了最短1．58ns的短脉冲激光输出。实验中分析了聚焦到薄膜表面的光束能量密度对所产生的等离子体密度的影响，并对不同等离子体密度及维持时间情况下脉冲压缩效果进行了讨论，给出了激光器谐振腔在稳定腔及非稳腔两种工作方式下的实验结果。激光器在稳定腔工作时，脉宽可压缩至2．87ns采用非稳腔结构时，在脉冲能量不变情况下减小聚焦光斑面积，提高入射到薄膜表面的能量密度，得到了最短1．58ns的短脉冲激光输出。该技术适用于任何其它准分子器件。

355 nm脉冲激光诱导等离子体开关削波

利用激光诱导等离子体开关技术,对355 nm脉冲激光自削波进行了实验和理论研究。分别采用5种不同焦距的透镜,集中讨论了透镜焦距及激光器输出单脉冲能量对脉宽压缩的影响,发现采用焦距为200 mm的透镜能够获得最佳的脉冲压缩效果。在聚焦透镜焦距200 mm,单脉冲能量160 mJ时,获得最短脉宽3.47 ns；在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了脉宽最短达2.11 ns的脉冲激光输出。此外,根据实验结果得到了355 nm激光空气击穿阈值,并与理论估算值进行比较,两者结果较为一致。

飞秒激光辐照ZnO晶体

利用飞秒激光对ZnO晶体进行辐照，对辐照前后的晶体样品进行发光光谱及拉曼光谱检测。辐照后发光光谱的某些发光峰强度有明显增强，但未产生新的发光峰，表明没有新的缺陷结构产生，但晶体内锌空位、间隙位锌、间隙位缺陷浓度增加。拉曼光谱结果表明，辐照后ZnO晶体未产生相变，但随着辐照激光功率的增大，拉曼峰327 cm-1，437 cm-1强度明显减弱，表明在飞秒激光辐照作用下氧化锌的结晶程度下降。但574 cm-1峰值却随着辐照功率的增大而变大，分析表明该拉曼峰很可能是由于晶体内间隙位缺陷所致。同时实验过程中观察到飞