作为生活中最常见的液体,液态水在学术研究中具有重要的地位。但由于水对太赫兹辐射具有极大的吸收系数,长期以来它并不被视为一种合适的太赫兹辐射源。不过近年来已经有研究团队在实验上证实了飞秒激光激励液态水产生太赫兹波的可行性,并且针对这一现象机制的相关理论模型也已被提出。由此可见,对该领域的现有研究成果进行总结,对水乃至其他液体作为辐射源产生太赫兹波的研究是具有重要意义的。对液态水中太赫兹波产生这一研究领域近些年的发展进行概述,包括两种不同的液态水辐射源系统方案的实验设计、与产生的太赫兹波能量有关的因素、相关理论模型的设计思路。最后结合自身理解与当前的研究成果,对这一领域的未来发展方向进行展望。

在考虑Doppler效应下，通过理论分析和数值模拟研究了传播效应对开放四能级系统中的无反转激光特性的影响。研究发现：探测场和驱动场同向传输对系统获得无反转激光更为有利，要想提高探测激光的增益不仅要选取合适的入口处驱动场Rabi频率值，而且选取适当的驱动场和探测场初始失谐值对于提高激光增益也极为关键；随传播距离的增大，探测场上下能级粒子数一直满足无反转，而探测场上能级和驱动场上能级间的粒子数随传播距离的增大发生了Raman反转。

报道了自行研制的色散补偿镜;并用此取代传统的腔内棱镜对,结合半导体可饱和吸收镜实现了腔内反射镜色散控制的、自启动的掺钛蓝宝石激光器的飞秒激光运转。

根据飞秒脉冲锁模钛宝石激光器腔内色散补偿的要求,设定负色散镜的色散目标值,用最优化方法,设计出了负色散Gires-Toumois(G-T)反射镜.计算了光场在优化负色散G-T反射镜不同膜层内的分布.不同波长的光场分量,在优化负色散G-T反射镜内部,穿透深度不同.在720nm～900nm波长范围内,长波分量有较大的穿透深度,因而对长波分量提供较大的时间延迟.将其用于飞秒锁模钛宝石激光器中,取代传统的腔内色散补偿棱镜对,结合半导体可饱和吸收镜(SESAM)自启动锁模,在钛宝石激光器中获得了56fs脉冲.

半导体可饱和吸收镜(SESAM)启动的高功率飞秒掺钛蓝宝石激光器,在Ar+激光器10W全线抽运下,其平均输出功率达到1.7W,脉冲宽度小于16fs,斜率效率为22%.文中对半导体可饱和吸收镜自启动的动力学过程进行了实验研究.这种自启动、高功率、窄脉宽的飞秒激光器将具有广泛的应用前景.

实现了半导体激光器抽运的全固化Yb:YAG激光器的可调谐运转,当吸收抽运功率为900mW时,在中心波长1049.5nm处得到66mW的连续激光输出.采用1%的输出耦合镜时单侧抽运阈值为410mW,双侧抽运阈值为380mW,斜率效率为12.7%.对该激光器的可调谐特性进行了详细的研究,得到1030.5～1055.5nm范围内的连续可调谐.同时得到自调Q脉冲序列.

改进了能产生低重复频率、高峰值功率飞秒脉冲的多通长腔(MPC)激光器的理论模型,并对其谐振腔的稳定性进行了数值计算,分析了MPC达到零效应的条件及其对稳定性的影响.

设计了一种处理具有像散的克尔透镜锁模腔的精确理论计算方法,并用该方法对三元腔固体自锁模激光器的像散、稳定性、光束参数、自聚焦效应和克尔自聚焦强度与腔参数的关系进行了系统的理论计算。该计算为自锁模固体激光器的设计和调整提供了理论依据。

采用940 nm掺杂蓝宝石激光器作抽运光源,对掺杂的质量分数为19%高掺杂浓度的Yb³⁺磷酸盐玻璃激光器进行了实验研究,获得了165 mW的连续激光输出,其中心波长位于1.053μm。实现了同类激光器中57.8%的高斜率效率,光-光转换效率为34.2%。激光输出在1.038～1.064 μm范围内实现了可调谐。

采用激光二极管双向抽运并在腔内加入了半导体可饱和吸收体反射镜(SESAM)， 实现了Cr:LiSGAF激光器的自启动、 自锁模运转。 得到了脉冲宽度为45 fs、 平均输出功率为12 mW、 脉冲重复频率为90 MHz的稳定的锁模脉冲序列。