强激光与粒子束
2021, 33(9): 092001
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电研究院, 北京 100094
为了精确地测量阿秒脉冲的特性,自主研制了一套具有高能量分辨率的阿秒条纹相机,该相机采用了电子飞行距离长达2 m的磁瓶式结构电子飞行时间谱仪,可在提高能量分辨率的同时具有较高的光电子收集效率;在该设备的光路系统中实现了NIR飞秒脉冲与XUV阿秒脉冲延时扫描的稳定精度<20 as(均方根)。实验中采用双光选通门技术整形飞秒脉冲的光电场,在氖气池中产生了孤立阿秒脉冲。利用上述阿秒条纹相机测量该脉冲,获得了阿秒光电子条纹谱,通过基于单频滤波的相位重构算法得到159 as的孤立阿秒脉冲。
超快光学 超快激光 阿秒脉冲 阿秒条纹相机 阿秒测量 高次谐波产生
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 中科院超快诊断技术重点实验室, 西安 710119
2 空军工程大学 理学院, 西安 710051
3 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
为提高强激光场与惰性气体靶作用产生的孤立阿秒激光脉冲的能量, 给出了一种实现高次谐波过程中最佳谐波相位匹配的定量实验方法。研究了气体靶源与高斯型驱动激光场聚焦点相对空间位置对谐波相位匹配及谐波产率的影响, 得出了其最佳相位匹配位置始终位于驱动激光场聚焦点后3～5 mm, 而在聚焦点之前的位置区域, 严重的高次谐波相位失配导致谐波产率非常低。同时, 在最佳相位匹配条件下, 高次谐波场与驱动场具有相类似的空间强度分布特性, 该结果印证了目前通常采用的高次谐波场为高斯光束的假设。
极端非线性光学 高次谐波产生 相位匹配 孤立阿秒脉冲 气体靶 extreme nonlinear optics high-order harmonic generation phase matching isolated attosecond pulse gas target 强激光与粒子束
2018, 30(10): 101001
1 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院超快诊断技术重点实验室, 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
基于微通道板(MCP)的延迟线阳极探测器利用信号到达延迟线两端的时间差得到入射光子的位置信息, 具有高空间分辨率、 高计数率的特点, 被广泛应用于紫外光谱成像系统中。 分析了延迟线阳极紫外光子探测器的工作原理, 提出一种新型二维延迟线阳极, 仅由阳极表面收集经MCP倍增后的电子云团, 上层延迟线直接收集电子, 下层延迟线通过置于顶层的焊盘收集电子。 该阳极采用印刷电路板(PCB)加工制作, 大大简化了制作工艺。 测试结果表明, 阳极探测器空间分辨率FWHM优于92 μm, 成像非线性小于100 μm。 实验结果证明了该延迟线阳极探测器进行紫外光子成像的可行性, 为研制远紫外波段成像光谱仪提供了理论基础及实验指导。
延迟线阳极 空间分辨率 计数率 光谱成像 Delay line anode Spatial resolution Counting rate Spectral imaging 光谱学与光谱分析
2017, 37(10): 2989
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 超快诊断技术重点实验室，陕西 西安 710119
3 中国科学院大学，北京 100049
理论估算并实验验证了在X射线脉冲激发下低温砷化镓的光学折射率调制特性。泵浦-探针实验表明，低温砷化镓中存在的高密度复合缺陷大大减小了载流子寿命，使超热电子的弛豫时间小于1×10-12 s，载流子的复合时间小于 2×10-12 s，折射率的扰动时间约为2×10-12 s。通过理论分析，给出了自由载流子和俄歇效应对该弛豫过程的定量估算，与实验结果吻合较好。该研究表明低温生长砷化镓是一种有效的可用于单次瞬态皮秒时间分辨X射线探测的材料。
低温生长砷化镓 X射线探测器 折射率扰动 皮秒时间分辨 low-temperature-grown GaAs X-ray detectors index perturbation picoseconds temporal resolution 红外与激光工程
2015, 44(10): 3130
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 条纹相机工程中心，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
3 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
利用雪崩晶体管作为高速开关器件、根据并联充电、串联放电原理设计了一种串并联相结合的MARX电路，以该电路为基础设计了一种低抖动高压脉冲驱动源，并将其应用于紫外激光脉冲的电光开关削波系统。通过同步调节器调节高压驱动脉冲和激光电光系统的时间匹配度，获得了驱动电脉冲与电光开关耦合的最佳工作状态；对匹配过程中的电光开关工作状态以及激光脉冲压缩过程进行了分析和研究，当高压驱动电脉冲幅度为2 690 V，脉宽为7.9 ns时，可以将脉宽为7.1 ns的紫外激光脉冲压缩至2.1 ns，KDP晶体的透光率达到了92.2%，电光开关的效率达到了31.7％。
MARX电路 驱动电脉冲 紫外激光脉冲削波 电光开关 MARX circuit driving pulse UV laser pulse clipping electro-optical switch
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
介绍了一种基于锁相环及频率合成方法产生高重复频率正弦同步扫描种子源产生技术。利用锁相环实现了正弦信号与触发光脉冲的同步跟踪，并通过频率合成实现对正弦小信号的频率、相位、幅度的调制。调制相位可实现扫描时间的延迟，调节振幅可实现不同扫描速度。电路系统进行了实验测试，获得频率可达250 MHz、时间抖动小于10 ps的稳定正弦同步扫描种子源，证明设计达到了预期目标，满足光学条纹相机对种子源频率、幅度、抖动的高精度需求。
同步扫描 光学条纹相机 锁相环 频率合成 时间抖动 synchronous scan optical streak camera phase locked loop direct digital synthesize time jitter
中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
为了提高CCD的扫描速率并将其应用于百纳秒级瞬态超快现象的探测, 提出一种基于面阵CCD的高时间分辨的瞬态光谱测量方法, 并对其进行了实验验证.该方法采用帧存储的工作思路, 对面阵CCD的工作时序进行改进, 以实现高时间分辨率的探测.LED脉冲光实验结果表明, 探测帧频可达10 Mfps, 时间分辨率达到100 ns, 并且能够连续成像2 048次.该方法对扩展CCD在瞬态光谱检测领域的应用具有借鉴意义.
瞬态光谱检 电荷耦合器件 超快扫描 驱动时序 爆发式存储 Transient spectrum detection Charge Couple Device High speed scan Drive sequence Burst restore
1 瞬态光学与光子技术国家重点实验室， 中国科学院西安光学精密机械研究所， 陕西 西安710119
2 中国科学院研究生院， 北京100049
3 中国科学院超快诊断技术重点实验室， 中国科学院西安光学精密机械研究所， 陕西 西安710119
针对瞬态光谱检测中对CCD线扫描速度要求高的特点， 提出一种基于面阵CCD的瞬态光谱检测方法。 该方法通过改变面阵CCD的电荷转移方式， 以实现基于面阵CCD的高速线扫描。 为了探究此方法的可行性， 初步通过改变线阵CCD的电荷转移方式， 建立了基于线阵CCD的单点超快探测系统。 在发光二极管(light emitting diode, LED)光脉冲探测实验中， 系统分别工作在单点超快探测模式和正常模式下。 测试结果表明， 基于线阵CCD的单点超快探测方法是可行的， 单点探测速率可达20 MHz。 从而在理论上证明， 通过改变CCD电荷转移方式以实现基于面阵CCD的瞬态光谱检测也是切实可行的。
线阵CCD 面阵CCD CCD高速成像 瞬态光谱检测 Linear CCD Array CCD CCD high speed imaging Transient spectrum detection 光谱学与光谱分析
2012, 32(4): 1028
1 中国科学院超快诊断技术重点实验室， 中国科学院西安光学精密机械研究所， 陕西 西安710119
2 中国科学院研究生院， 北京100049
3 瞬态光学与光子技术国家重点实验室， 中国科学院西安光学精密机械研究所， 陕西 西安710119
针对爆轰时刻光谱的特点， 结合多光谱测温的理论基础， 采用高速率线阵CCD， 设计了瞬时多光谱爆轰测温系统。 通过FPGA对各个模块进行控制， 完成数据的采集、 存储和传输； 结合多项式回归算法， 拟合出爆轰瞬间光谱信息的动态波形图。 在标定过程中， 采用两束激光特征谱线630和532 nm进行CCD的标定， 确定出对应的像元序号分别是175和270。 对卤钨灯的表面温度进行实时监测表明： 基于高速线阵CCD的多光谱测温系统可以完成多个时刻的瞬时光谱采集； 在40 MHz的高速时钟驱动下， CCD的帧频可以稳定工作在73 kHz。
爆炸力学 爆温 高速线阵CCD 多光谱测温 Mechanics of explosion Detonation temperature FPGA FPGA High-speed linear CCD Multi-wavelength temperature measurement 光谱学与光谱分析
2011, 31(11): 3060
