A novel harmonic mode-locked fiber laser based on nonlinear multimode interference (NL-MMI) in a microfiber-assisted ultrafast optical switch is proposed in this Letter. The microfiber-assisted ultrafast optical switch can be obtained by tapering the splicing point of the graded-index multimode fiber (GIMF) and single-mode fiber, which not only helps to shorten the self-imaging period in GIMF to relax the strict requirement of NL-MMI on the length of multimode fiber, but also improves the harmonic order. In the experiment, with the waist diameter of ∼15µm, the repetition rates of the fiber laser can be stably locked at 285 MHz, corresponding to the 16th-order harmonic mode-locking, with the pulse duration of 1.52 ps. Our results provide novel insight into the design of a high-repetition-rate laser and the application of microfibers in the mode-locking device.

The vector dynamics of solitons are crucial but easily neglected for realizing vortex solitons. In this Letter, we investigate the effect of vector dynamics on cylindrical vector beams (CVBs) implementation and propose a novel technical method to realize femtosecond CVBs based on vector-locked solitons, which are presented as group-velocity-locked vector solitons (GVLVSs) in the experiment. The outstanding vector properties of GVLVSs not only greatly improve the efficiency of solitons converted into CVBs and output power of CVBs (2.4 times and 4.1 times that of scalar solitons and vector change periodical solitons, with the purity of 97.2%), but also relax the obstacle of ultrafast CVBs from the fundamental frequency to the harmonic regime (up to 198 MHz) for the first time, to the best of our knowledge. This is the highest repetition rate reported for ultrafast CVBs based on passive mode-locking. The investigation of the influence of solitons vector dynamics evolution on the realization of CVBs provides guidance for the excellent performance of ultrafast CVBs.

激光反卫星**是干扰、破坏星载光电仪器设备或摧毁卫星平台的重要手段。基于Fourier的非稳态导热方程，结合靶材内部的实际结构和金属材料的高温特性，通过建模与数值仿真，实现了卫星筒体在激光辐照下毁伤的仿真过程，获得了典型工况下靶材的温度、熔化深度和内部应力分布等多物理变化规律。分析了不同功率密度的激光对靶材温度场和熔化速率的影响，以及靶材内部的应力耦合现象。分析结果表明：随着激光功率密度的不断升高，靶材的毁伤速率不断增加，但在相变处其熔化速率趋于稳定；同时，在典型工况下，由于应力耦合效应靶材会在极短的时间内超出许用应力值，发生损毁。

设计了一台紧凑型高温激光二极管阵列侧面泵浦Nd：YAG脉冲激光器。通过半导体制冷器控制泵浦源工作温度在60℃，其发射中心波长为808 nm，谱线宽度为4 nm。模拟了泵浦源在40℃、50℃和60℃条件下60 s内的温度场分布。实验所用激光增益介质为Nd：YAG晶体，尺寸为φ 5 mm×50 mm，掺Nd³⁺摩尔浓度为1.0at.%。采用磷酸二氘钾晶体作为电光调Q开关，在泵浦源电脉宽250 μs，重复频率20 Hz、1 Hz条件下，获得最大能量为230 mJ、246 mJ的单脉冲输出，对应的脉冲宽度分别为8.4 ns、7.8 ns。光束发散角约为1.6 mrad。设计的Nd：YAG脉冲激光器总的电-光转换效率大于4.6%。

蛋白质和配体的结合作用在生物体的生理生化过程中具有重要作用, 是诸多领域的研究热点。 研究蛋白质-配体结合作用的一个关键目标, 就是获得两者的结合常数(K_b)以评价其结合作用的强弱。 荧光光谱法具有灵敏度高、方便快速及成本低的优点, 被广泛用于蛋白质-配体结合作用的研究中。 应用荧光光谱法时, 借助函数方程对荧光数据进行数学分析来得到K_b值是一个关键步骤。 因不同方程的适用范围不同, 应用于同一体系所获得的K_b值往往存在差异。 针对此问题, 一方面讨论了利用荧光光谱数据计算蛋白质和配体结合的K_b值的函数方程的推导过程及其适用条件, 总结出不同前提条件下蛋白质-配体1:1和1:n (n≥2)结合时可选择的计算K_b值的最优方程。 分析表明, 选择最优方程应基于两个前提: a: 蛋白质与配体结合后形成的复合物是否产生荧光; b: 添加的配体浓度是否远大于蛋白质浓度。 另一方面, 以人血清白蛋白(HSA)-诺氟沙星(NFX)结合体系作为模型, 对比了由不同方程拟合得到的K_b值的差异并探讨了相应原因。 结果表明, HSA与NFX为1:1结合, 利用最适用该体系的方程(S12)拟合得到其在298 K下的K_b值为5.0×10⁴ L·mol^-1, 而使用方程(S6)和方程(S24)拟合得到的K_b值分别比该值大28.8%和48.6%, 由方程(S17)得到的值则比该值约高2个数量级。 这直观地展示了选择不适用的方程对所获结果的影响。 此外, 将利用荧光光谱法获得的K_b值与其他方法获得的数据做了对比, 说明了利用荧光光谱法计算蛋白质-配体K_b值的相对可靠性, 同时也指出了该方法的局限性。 结果表明, 在利用荧光光谱数据获得蛋白质-配体结合的K_b值时, 依据前提条件(即假设a和/或b是否成立)来选取最适合的函数方程是非常必要的, 其将决定所得结果的可靠性。

基于二维材料的非线性光开关是调Q光纤激光器的核心器件，二维材料光开关的浓度会直接影响其非线性光学吸收特性，从而改变脉冲的时域特性。因此，针对二维材料浓度对调Q光脉冲的影响进行了研究，并通过实验制作了基于不同浓度Ti: Bi₂Te₃可饱和吸收光开关，分析了Ti: Bi₂Te₃浓度对非线性光学吸收特性的影响，获得了调Q光脉冲的调制深度、脉冲宽度、重复频率和单脉冲能量随不同浓度Bi₂Te₃的变化关系。最终，针对谐振腔参数对Ti:Bi₂Te₃浓度进行优化，在泵浦功率为71 mW时，获得了中心波长为1 560 nm、脉冲宽度为8 μs，重复频率为14.2 kHz、平均输出功率2.15 mW、对应单脉冲能量为151.4 nJ的脉冲输出。