1 吉林大学原子与分子物理研究所，吉林 长春 130012
2 吉林大学吉林省应用原子分子光谱重点实验室，吉林 长春 130012
利用改进的马赫-曾德尔干涉仪测量了拉盖尔-高斯（LG）光束的轨道角动量（OAM）［拓扑电荷（TC）的值和符号］。模拟结果与实验结果一致。当LG光束与高斯光束发生干涉时，可以观察到类似漩涡的“花瓣”图案。“花瓣”的数量等于LG光束的TC的绝对值，干涉图样的旋转方向与TC符号有关：在TC符号为正时，干涉图样显示顺时针旋转；而在TC符号为负时，干涉图样显示逆时针旋转。只有当LG光束的光斑尺寸小于高斯光束的光斑尺寸时，才能根据干涉图样准确确定OAM状态。当LG光束的光斑尺寸接近高斯光束时，干涉图样只反映TC值，无法识别TC的符号。与传统干涉仪相比，该干涉仪可以获得稳定的干涉图样，并直接获得LG光束的OAM状态。实验现象是明显的。该研究结果为LG光束与高斯光束干涉的理论分析提供了参考，为光与物质之间的自旋-轨道相互作用奠定了研究基础。
衍射与光栅 涡旋光束 轨道角动量 马赫-曾德尔干涉仪 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1705001
1 吉林化工学院理学院, 吉林 吉林 132022
2 吉林大学原子与分子物理研究所, 吉林 长春 130012
3 吉林大学吉林省应用原子分子光谱重点实验室, 吉林 长春 130012
在大气环境中,研究平行板约束对激光诱导PMMA等离子体中CN分子光谱的影响,测量得到的5条光谱峰所处波长分别为388.29 nm(0-0)、387.0 nm(1-1)、386.14 nm(2-2)、385.44 nm(3-3)及385.03 nm(4-4)。实验结果表明,空间约束下的CN分子光谱峰强度明显高于无空间约束下的。另外,通过拟合CN光谱获得了CN分子的振动温度,结果显示,空间约束下的CN分子的振动温度明显高于无空间约束下的振动温度,且高激光能量下的CN分子振动温度高于低激光能量下的振动温度。平行板反射冲击波压缩等离子体羽,使得其温度和数密度增加,增强了激光诱导PMMA等离子体中CN分子的光谱强度。
光谱学 激光诱导击穿光谱 空间约束 光谱增强 振动温度
1 吉林化工学院理学院, 吉林 吉林 132022
2 吉林大学原子与分子物理研究所, 吉林 长春 130012
3 吉林省应用原子分子光谱重点实验室, 吉林 长春 130012
利用Nd∶YAG纳秒激光脉冲烧蚀硅产生等离子体光谱,通过改变聚焦透镜到样品表面的距离,研究硅等离子体光谱中原子谱线强度和离子谱线强度的变化,主要讨论的谱线为Si(I) 390.55 nm和Si(II) 385.60 nm。结果表明:Si(I)谱线强度和Si(II)谱线强度的变化依赖于透镜到样品表面的距离,随着透镜到样品表面的距离的增大,谱线强度先升高后降低;当样品表面远离焦点时,Si(I)谱线强度高于Si(II)谱线强度;当样品表面接近焦点时,Si(II)谱线强度高于Si(I)谱线强度;激光能量密度升高可使产生的等离子体中更多的原子电离成离子,使得离子谱线强度升高;改变透镜到样品表面的距离能优化激光诱导击穿光谱的辐射强度,同时能优化离子谱线强度与原子谱线强度的比值。
光谱学 激光诱导击穿光谱 透镜到样品表面的距离 原子谱线 离子谱线 硅 中国激光
2019, 46(11): 1111001
吉林大学 原子与分子物理研究所, 长春 130012
以硅靶作为烧蚀样品, 研究了空气环境中空间约束的激光诱导击穿光谱.采用5×5组圆柱形约束腔来约束激光诱导的等离子体羽, 直径分别为4、6、8、10、12 mm, 深度分别为2、4、6、8、10 mm.激光脉冲的能量为70 mJ.利用Si(I)390.55 nm谱线分析了不同直径和深度的圆柱形空间约束腔对LIBS光谱强度的影响.结果表明空间约束下激光诱导硅产生的Si(I)390.55 nm光谱强度明显高于无空间约束下的光谱强度.在当前的实验条件下, 不同的约束腔的直径和深度对光谱辐射强度也有较大的影响,当圆柱形约束腔的直径和深度不同时, 获得的光谱强度也是不同的, 表明腔的尺寸对于光发射强度起很重要的作用.腔直径6 mm和深度2 mm的时候Si(I)390.55 nm谱线强度出现最大值.空间约束的增强主要来自激光诱导的等离子体时伴随产生的冲击波, 空间约束腔反弹冲击波并与等离子体进行相互作用, 致使等离子体的温度和密度增加, 最终提高等离子体的光辐射强度.
激光诱导击穿光谱 空间约束 光谱增强 Laser-induced breakdown spectroscopy Spatial confinement Spectral enhancement
1 吉林大学原子与分子物理研究所, 吉林省应用原子分子光谱重点实验室, 吉林 长春 130012
2 吉林大学电子科学与工程学院, 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春 130012
通过数值求解传播方程, 研究了当空气中含有微量处于激发态的氧分子时, 飞秒激光脉冲在其中的传播过程, 并对比了常压和低压下的结果。数值模拟结果表明, 当气体中含有激发态分子时, 会影响激光脉冲在其中的传播过程, 而且激发态分子所占的比重越大, 对激光强度的时间和空间分布的影响越大。
激光光学 飞秒激光 成丝 等离子体通道 激发态分子
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Atomic and Molecular Physics, Jilin University, Changchun 130012, China
2 Jilin Provincial Key Laboratory of Applied Atomic and Molecular Spectroscopy (Jilin University), Changchun 130012, China
3 Aviation University of Air Force, Changchun 130021, China
We investigate the temperature dependence of the emission spectrum of a laser-induced semiconductor (Ge and Si) plasma. The change in spectral intensity with the sample temperature indicates the change of the laser ablation mass. The reflectivity of the target surface is reduced as the sample is heated, which leads to an increase in the laser energy coupled to the surface of the sample and eventually produces a higher spectral intensity. The spectral intensities are enhanced by a few times at high temperatures compared with the cases at low temperatures. The spectral intensity of Ge is enhanced by 1.5 times at 422.66 nm, and 3 times at 589.33 nm when the sample temperature increases from 50°C to 300°C. We can obtain the same emission intensity by a more powerful laser or by less pulse energy with a higher sample temperature. Based on experimental observations we conclude that the preheated sample can improve the emission intensity of laser-induced semiconductor plasma spectroscopy.
300.6365 Spectroscopy, laser induced breakdown 350.5400 Plasmas Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 123001
