On the dynamic readout of sub-diffraction-limit pit arrays with a silver thin film

Fast moving arrays of periodic sub-diffraction-limit pits were dynamically read out via a silver thin film. The mechanism of the dynamic readout is analysed and discussed in detail, both experimentally and theoretically. The analysis and experiment show that, in the course of readout, surface plasmons can be excited at the silver/air interface by the focused laser beam and amplified by the silver thin film. The surface plasmons are transmitted into the substrate/silver interface with a large enhancement. The surface waves at the substrate/silver interface are scattered by the sinusoidal pits of sub-diffraction-limit size. The scattered waves are collected by a converging lens and guided into the detector for the readout.

超分辨近场结构中二元共晶合金掩膜的工作机制

超分辨近场结构(super-RENS)技术通过在传统光盘结构中插入掩膜结构而实现近场超分辨,是目前最具实用化前景的超高密度光存储技术之一,其中掩膜层的近场光学特性是决定其光存储性能的关键。利用三维时域有限差分法(3D-FDTD)对合金掩膜的近场光强分布进行了数值仿真和分析,提出二元共晶合金薄膜在激光作用下形成的规则微结构可能是以其作为掩膜层的超分辨近场结构光盘产生较高信噪比(SNR)的原因。

The origin of the super-resolution via a nonlinear thin film

In laser applications, resolutions beyond the diffraction limit can be obtained with a thin film of strong optical nonlinear effect. The optical index of the silicon thin film is modified with the incident laser beam as a function of the local field intensity n(r) similar to E-2(r). For ultrathin films of thickness d << lambda the transmitted light through the film forms a profile of annular rings. Therefore, the device can be related to the realization of super-resolution with annular pupils. Theoretical analysis shows that the focused light spot appears significantly reduced in comparison with the diffraction limit that is determined by the laser wavelength and the numerical aperture of the converging lens. Analysis on the additional optical transfer function due to the thin film confirms that the resolving power is improved in the high spatial frequency region. (C) 2007 Published by Elsevier B.V.

超大功率二维半导体激光列阵并路自适应稳模技术

半导体列阵量子效率高,输出波长范围涵盖570～1600nm,工作寿命可达数百万小时,叠层列阵可提供超高功率激光输出,在工业、医学等很多领域具有非常广阔的应用前景。但列阵在自由运行时,各发光单元发出的光是不相干的,输出质量差,采用1/4Talbot外腔镜耦合技术,列阵实现了空间锁相最高阶超模,然而唯有基超模远场分布是中心单瓣结构,输出接近衍射极限。为得到最小谱宽、最小发散角、最大功率密度输出,必须将外腔镜倾斜β=λ/2d(λ为工作波长,d为列阵周期),这使得仅有基超模光能成像于发光单元内而被允许振荡。应用此

激光束质量实时测量技术

提出一种新型光束质量实时测量技术, 该技术主要基于由平板反射镜组成的多平面成像系统, 一次性将激光束腰附近2倍瑞利距离内的多个光斑成像在同一个平面上, 用CCD相机获取这些光斑的光强分布图样。通过图像处理获知接收到的光斑的光强分布。采用远场发散角、焦点尺寸、桶中功率比和M2因子四种光束质量评价标准对激光光束质量进行评价。利用该方法实时测量了高能钕玻璃双板条激光器的输出光束。

高重复率半导体激光抽运Nd：YAG放大器激光特性的实验研究

实验研究了高重复率、大功率半导体激光二极管阵列（LDA）侧面环绕抽运的Nd：YAG激光放大器的放大特性、热焦距变化和热致双折射效应引起的退偏特性。偏振光绎千赫兹高功率单通激光放大器，获得约3倍的光脉冲能量放大，脉冲宽度基本保持不变，其输出的P分量与S分量的能量比趋于常数3：1，实验测得的能量放大倍率及放大光束的椭圆偏振度与理论预期吻合很好。

准分子激光光束均匀技术

由于放电结构及谐振腔的限制，准分子激光光斑呈现不均的分布。介绍了各种均匀器的工作原理，从衡量光束均匀性的各项指标出发，评述分析了各种均匀方法的优缺点及适用范围。

填充因子对激光组束远场功率分布的影响

根据Collins积分公式对激光组束后的远场分布进行了理论分析和模拟计算，着重讨论了参与组柬激光的填充因子对组束后的远场分布的影响。

Transparent colloid containing upconverting nanocrystals: An alternative medium for three-dimensional volumetric display

We report an alternative medium of transparent upconverting colloid containing lanthanide ion doped NaYF4 nanocrystals for three-dimensional (3D) volumetric display. The colloids exhibit tunable upconversion luminescence with a wide spectrum of colors by adjusting the doping concentrations of the nanocrystals and the compositions of the colloids. Our preliminary experimental result indicates that an upconverting colloid-based 3D volumetric display using a convergent, near infrared laser beam to induce a localized luminescent spot near the focus is technically feasible. Therefore arbitrary 3D objects can be created inside the upconverting colloid by use of computer controlled 3D scanning systems. (C) 2008 Optical Society of America

近红外超快强激光在LiF晶体内空间选择性诱导产生色心

通过显微镜聚焦近红外超快强激光作用在垂直于激光束移动的LiF晶体样品上，在LiF晶体中连续地诱导产生色心。以一定的间隔．反复移动该激光束的焦斑可在LiF晶体内空间选择性地诱导产生稳定的色心区。测定了不同条件下形成的色心区的吸收光谱，结果表明用近红外超快强激光可在LiF晶体中诱导产生具有激光效应的色心。

A New theory for evaluating the number density of inclusions in films

A new formulation derived from thermal characters of inclusions and host films for estimating laser induced damage threshold has been deduced. This formulation is applicable for dielectric films when they are irradiated by laser beam with pulse width longer than tens picoseconds. This formulation can interpret the relationship between pulse-width and damage threshold energy density of laser pulse obtained experimentally. Using this formulation, we can analyze which kind of inclusion is the most harmful inclusion. Combining it with fractal distribution of inclusions, we have obtained an equation which describes relationship between number density of inclusions and damage probability. Using this equation, according to damage probability and corresponding laser energy density, we can evaluate the number density and distribution in size dimension of the most harmful inclusions. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Far-field intensity distribution and M-2 factor of hollow Gaussian beams

The far-field intensity distribution of hollow Gaussian beams was investigated based on scalar diffraction theory. An analytical expression of the M-2 factor of the beams was derived on the basis of the second-order moments. Moreover, numerical examples to illustrate our analytical results are given. (c) 2005 Optical Society of America.

Nd：YAG激光器光栅式扫描预处理的计算模拟与优化分析

采用计算模拟的方法．研究了光栅式扫描预处理的扫描方式以及脉冲能量波动、定位误差对预处理效率的影响。研究发现。脉冲能量波动及其定位误差使预处理效率降低，同时其影响与扫描方式之间存在相互调制作用．因此可以通过选择合适的扫描方式以及扫描间隔来优化预处理流程，提高预处理效率。此外发现，光斑呈等边三角形排列时的预处理效率优于正方形。

Thermal-mechanical modeling of nodular defect embedded within multilayer coatings

The initiation of laser damage within optical coatings can be better understood by thermal-mechanical modeling of coating defects. The result of this modeling shows that a high-temperature rise and thermal stress can be seen just inside the nodular defect compared to surrounding coating layers. The temperature rise and thermal stress tend to increase with seed diameter. Shallower seed tend to cause higher temperature rise and greater thermal stress. There is a critical seed depth at which thermal stress is largest. The composition of the seed resulting from different coating-material emission during evaporation can affect the temperature rise and thermal stress distribution.

Caracterização de um sistema digital de aquisição de imagens radiográficas utilizando nêutrons térmicos e raios gama para a inspeção de componentes mecânicos.

Ensaio não destrutivo é uma ferramenta essencial quando um equipamento, dispositivo ou componente não pode ser submetido a procedimentos destrutivos ou invasivos devido a razões de segurança, alto custo ou outras restrições físicas ou logísticas. Dentro deste quadro radiografias por transmissão com raios gama e nêutrons térmicos são técnicas singulares para inspecionar um objeto e desvendar sua estrutura interna devido à capacidade de atravessar uma vasta gama de materiais utilizados na indústria. Grosso modo, raios gama são mais atenuados por materiais pesados enquanto nêutrons térmicos são mais atenuados por materiais mais leves, tornando-as ferramentas complementares. Este trabalho apresenta os resultados obtidos na inspeção de vários componentes mecânicos, através da radiografia por transmissão com nêutrons térmicos e raios gama. O fluxo de nêutrons térmicos de 4,46x105 n.cm-2.s-1 disponível no canal principal do reator de pesquisa Argonauta do Instituto de Engenharia Nuclear foi usado como fonte para as imagens radiográficas com nêutrons. Raios dekeV emitidos pelo 198Au, também produzido no reator, foram usados como fonte de radiação para radiografias . Imaging Plates, especificamente produzidos para operar com nêutrons térmicos ou com raios X, foram empregados como detectores e dispositivos de armazenamento e captação de imagens para cada uma dessas radiações. Esses dispositivos exibem varias vantagens quando comparados ao filme radiográfico convencional. Com efeito, além de maior sensibilidade e serem reutilizáveis não são necessários câmaras escuras e processamento químico para a revelação. Em vez disso, ele é lido por um feixe de laser que libera elétrons armadilhados na rede cristalina durante a exposição à radiação, fornecendo uma imagem final digital. O desempenho de ambos os sistemas de aquisição de imagens, assim constituído, foi avaliado com respeito à sensibilidade, resolução espacial, linearidade e range dinâmico, incluído uma comparação com sistemas radiográficos com nêutrons empregando filmes e folhas de gadolínio como conversor de nêutrons em partículas carregadas. Além desta caracterização, diversos equipamentos e componentes foram radiografados com ambos os sistemas visando-se avaliar suas capacidades de desvendar a estrutura interna desses objetos e detectar estruturas e estados anormais. Dentro desta abordagem, uma neutrongrafia detectou a presença de material cerâmico remanescente empregado como molde no processo de fabricação nos canais de refrigeração de uma aleta do estator de uma turbina tipo turbo-fan, que deveria estar livre desse material. O reostato danificado de um sensor de pressão automotivo, foi identificado por neutrongrafia, embora nesse caso a radiografia também conseguiu realizar essa tarefa com melhor resolução, corroborando assim as curvas de resolução espacial obtidas na caracterização dos dois sistemas. A homogeneidade da distribuição do material encapsulado em uma gaxeta explosiva de chumbo utilizada na indústria aeroespacial foi igualmente verificada por neutrongrafia porque esse metal é relativamente transparente para nêutrons, mas suficientemente opaco para o explosivo rico em hidrogênio. Diversos outros instrumentos e componentes tais como variômetro, altímetro, bússola aeronáutica, injetor automotivo de combustível, foto-camera, disco rígido de computador, motor de passo, conectores eletrônicos e projéteis foram radiografados com ambos os sistemas visando avaliar suas habilidades em desvendar diferentes peculiaridades em função do agente interrogador.