Characteristics of the conductive polyimide film surfaces induced by ultraviolet laser beam

A conducting layer with the conductivity of 1.2 Omega(-1)cm(-1) stripped in a solvent from KrF-laser-irradiated polyimide thin film is taken as a sample to determine the microstructure of the conducting layer. Fourier-transform infrared and X-ray photoelectron spectroscopies show the formation of the carbon-rich clusters after irradiation. The element analysis gives the atomic ratio of C:H:N:O for the carbon-rich cluster as 60:20:3:1. Wide-angle X-ray diffraction indicates that the conducting layer is mainly amorphous carbon with a small amount of the short-range ordered carbon-rich clusters. This study suggests a structural model with three-layer carbon sheets linked together in a random fashion for the short-range ordered carbon-rich clusters. The interplanar spacing is 3.87 Angstrom and the layer diameter 25 Angstrom. The transport model of variable-range hopping in three dimensions is used to explain the conducting behavior of the conducting layer. In our case, the short-range ordered carbon-rich clusters are assumed to be conducting islands dispersed in the amorphous carbon-rich cluster matrix.

基于强激光辐照固体锡靶产生极紫外光源的实验研究

建立了一套利用高功率YAG激光器辐照固体锡靶产生高转换效率极紫外光(extreme ultraviolet)源的实验装置.利用建立的实验装置开展了极紫外光源的强度和转换效率与抽运激光强度关系的实验研究,发现极紫外光源的转换效率随抽运激光强度的变化具有饱和效应.实验发现:当抽运激光能量达到250mJ时,极紫外光源的转换效率最高,波长为13.5nm处0.27nm带宽范围内的极紫外光源的能量转换效率为1.6%,此时对应的激光强度为1.8×1011W/cm2.

偏振分配角θp对高功率激光三倍频波形的影响

使用四阶龙格-库塔算法数值求解Ⅱ类-Ⅱ类偏振失配方案的三倍频稳态耦合波方程组。针对“神光Ⅱ”激光驱动器的三倍频系统，在二倍频匹配角吼和三倍频匹配角只均处于最佳匹配情况下，以1°为单位改变偏振分配角郇的偏离量，得到对应的三倍频波形特性的变化。研究表明，偏振分配角θp处于最佳理论匹配位时，对应的三倍频波形半峰全宽最窄，且波形上升沿抬起也最快；θp从最佳匹配位增加比从最佳匹配位减小对应的半峰全宽变宽更快，对应的上升沿抬起更慢。根据所得理论结果，在实验中调节偏振分配角θp，达到了改变三倍频输出波形特性，进而实现八

磷酸盐激光玻璃聚（CH3）2Si（OC2H5）2防潮膜

以（CH3）2Si（OC2H5）2为前驱体，采用溶胶-凝胶与有机合成相结合的方法，制得稳定性良好的涂膜液。采用旋转涂膜法在掺钕磷酸盐激光玻璃棒端面涂制防潮膜，膜层固化后透过率达96．5％，获得的膜层表面粗糙度优良，均方根表面粗糙度（RMS）为1．659nm，平均粗糙度（RA）平均为1．321nm；在激光波长1053nm，脉冲宽度1 ns条件下膜层的激光破坏闽值可达10～14 J／cm^2。经过“神光Ⅱ”高功率激光器物理实验运行，膜层使用期为五年，并且已经在我国“神光Ⅲ”原型装置上试用。

列阵透镜对能量测量影响的分析

结合列阵透镜的透过率分析了其后的光场分布。列阵透镜由多个列阵元拼接而成，用以改善主透镜焦点附近能量分布的均匀性。列阵透镜在提高辐照均匀性的同时，给能量测量带来了不利的影响。这是由于经过列阵元的相邻子光束会产生干涉，干涉条纹处的激光能量密度和功率密度相应都大为增加，其数值在干涉区域中心处能上升到原来的4倍。更高的能量密度和功率密度对能量计提出了更苛刻的要求。在没有采取适当措施的时候使用，就会损坏能量计。

基于孔径耦合带状线的激光脉冲整形系统

实现了一种新型的激光脉冲整形系统，该系统使用了一个由孔径耦合带状线（ACSL）电脉冲整形器驱动的电光调制器。一个电脉冲整形器由两条通过其公共接地板上的耦合孔径发生耦合作用的带状传输线所组成的四端口装置。更换具有不同耦合孔径的公共接地板，该电脉冲整形发生器可以具有150ps时间结构的任意整形电脉冲。将任意整形的电脉冲输入到电光调制器上，就可以得到任意整形的激光脉冲。利用该系统，激光脉冲整形系统能够产生具有150ps前后沿，1～3ns脉冲宽度可调、高对比度、光滑过渡以及任意整形的激光脉冲。

利用晶体串接实现高效宽带三倍频

从耦合波方程出发,分别在小信号、高功率(1.5 GW/cm2)条件下研究KDP晶体串接三次谐波转换。当两块混频晶体的长度选择为8 mm和6 mm,晶体分别偏离原混频匹配角0.35 mrad和-0.25 mrad时可以有0.3 nm的谐波转换带宽,同时系统的三次谐波转换效率与两块混频晶体之间的距离有密切关系,当两块晶体之间的距离使从第一块混频晶体出射的光波之间的相位差改变π时,会使第一块混频晶体产生的三次谐波大部分回流到基频和倍频光,从而使转换效率大幅度下降,最合适的距离应当使光波之间的相位差改变为2π。

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。

高功率激光系统中B积分的研究

通过对非线性薛定谔方程的求解,数值模拟了高功率激光系统中钕玻璃的B积分传输规律,并理论分析了B积分对光脉冲的波形和频谱的影响,详细介绍了几种消除B积分影响的方法。这对高功率激光系统中光放大有一定指导意义。

基于棱镜实现三倍频谐波分离

基于棱镜的色散特性,提出一种楔形窗口与聚焦透镜组合的方式,解决了高功率激光装置三倍频谐波分离所存在的问题,即三倍频的高通量传输和靶面辐照。结合“神光Ⅱ”装置多功能高能激光系统有关参数进行系统设计,确定了楔形窗口参数,并对其所引起的B积分和间距误差进行了分析。通过实验测试,三倍频传输通量由0.7～1 J/cm2提高到2.8 J/cm2,同时靶面三倍频和二倍频分离间距达到2.85 mm,实现了高功率激光装置高通量传输的三倍频谐波分离。

神光Ⅱ升级装置终端光学组件的排布设计

设计高功率激光装置靶场终端光学组件(FOA)时考虑的重要因素是鬼像对光学元件的破坏。由于神光Ⅱ升级装置(SG-Ⅱ-U)的输出能量高、靶场空间小、鬼像分布情况复杂,导致了终端光学组件的设计难度很高。用自主研发的鬼像控制设计软件对神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件排布进行设计,给出了进行鬼像控制设计时需考虑的设计因素,并对比研究了两种靶场终端光学组件设计方案的优缺点,最后结合神光Ⅱ升级装置的特点,优化设计出神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件的最终排布方案。

国产掺镱双包层光纤的激光特性

采用MCVD方法研发了掺镱双包层光纤，并对其结构特性、荧光特性和激光特性进行了测试和研究。其D形内包层尺寸为400／450μm，数值孔径为0．36，纤芯直径约为16μm，数值孔径约为0．18。荧光谱线的范围为1000-1140nm，1030nm处的峰宽大于50nm。采用大功率激光二极管单端泵浦6m长的双包层光纤，在泵浦人纤功率为61W时，获得了32W的激光输出，斜率效率为64％。该光纤在高功率处未发现饱和现象，通过优化光纤参数与泵浦方式还可以提高转化效率和输出功率。实验表明该光纤可以取代进口光纤用作高功率

氟磷酸盐玻璃的应用研究进展

氟磷酸盐玻璃系统南于其特殊的光学性能和优良的机做与热学性能一直是特种光学玻璃材料领域的一个研究热点。总结了氟磷酸盐玻璃的分类及玻璃组分与其结构的关系，综述了氟磷玻璃在光学器件、高能高功率激光玻璃、光纤激光器、光纤放大器及上转换发光基质材料等领域上的应用，并对其未来的发展进行了展望。

激光尘埃粒子计数器微型光学传感器的研究

研制成功便携式激光尘埃粒子计数器的核心部件——微型光学传感器。该传感器采用直角散射光收集形式。以高功率半导体激光器作为光源，同时采用高性能的PIN型光电二极管作为光电探测器。散射光收集系统为单一大数值孔径的球面反射镜，其对粒子散射光的收集角范围从20°到160°。粒子散射光信号是脉冲信号，其频谱成份主要在高频段，所以在PIN型光电二极管后用一个带通式前置放大器来消除外界的低频噪声．根据米氏散射理论计算了该光学传感器的光散射响应特性，并用聚苯乙烯标准粒子实测了该光学传感器的性能。结果表明，该系统具有高的信噪

Encircled energy measurement for focusing lens based on scanning Hartmann test

The encircled energy of a focusing lens is one of the parameters directly affecting the target efficiency in high-power laser facilities. The direct measurement method of the encircled energy for the focusing lens based on the scanning Hartmann test is proposed in this paper. With the scanning Hartmann test setup, the information in the whole aperture of the focusing lens can be achieved. The encircled energy can be obtained by analyzing the spot diagram on the focal plane of the focusing lens. In experiments, the encircled energy of an aspheric focusing lens is measured using this method. The measurement result is in good agreement with that derived from measurement data by an interferometer and the difference is 7.7%. (C) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.