综述了飞秒激光人工影响天气的相关研究结果。从飞秒激光成丝产生的光氧化副产物、热沉积效应、气溶胶形成和水凝结及沉降过程等4个方面展开,综述了飞秒激光在诱导水凝结及降水、人工引雷等领域的研究进展。提出了飞秒激光人工影响环境大气的初步物理图像,并综述了该技术未来应用于人工影响天气所面临的问题,探讨了可能的解决方案。

在室温条件下的小型云室中,研究了不同参数对飞秒激光诱导较大尺寸气溶胶生成的影响。实验结果表明,在亚饱和条件下,随着环境相对湿度的提高,不同尺寸气溶胶的数密度增大,尺寸分布以0.3~0.5 μm为主;当环境相对湿度达到近饱和条件时,较大尺寸(直径D≥0.7 μm)气溶胶的数密度显著增大,1.0~2.0 μm气溶胶与0.3~0.5 μm气溶胶的数密度可相比拟。此时,通过延长激光照射时间或者缩紧激光聚焦条件,不同尺寸气溶胶的数密度可同等程度地增大,尺寸分布规律基本不变。理论分析结果表明,环境相对湿度条件是制约飞秒激光诱导较大尺寸气溶胶生成的关键因素。

高层大气臭氧能够吸收紫外线保护地球生物,但是低空和近地面臭氧却是危害人类健康和动植物生长的污染气体。 氮氧化物也是空气中的污染气体,臭氧和氮氧化物可以相互转化,研究二者的变化关系具有重要意义。 2011年12月利用EC9810A臭氧分析仪和EC9841氮氧化物分析仪,在北京中国环境科学研究院进行测量, 得到了臭氧和氮氧化物的变化特征,分析结果表明臭氧和氮氧化物具有日变化特征,白天臭氧浓度呈现 先上升后下降的趋势,夜里比较平稳;氮氧化物与臭氧变化趋势呈负相关,白天浓度先下降后升高,夜间 浓度大于白天;臭氧的变化与气象条件有关,在晴天上升较快,峰值大,阴天上升慢,峰值小;臭氧的含 量还具有明显的季节特征,春季的浓度要比冬季的浓度高。氮氧化物的变化与人们的生活关系密切, 汽车尾气等废气的排放是导致氮氧化物含量升高的重要原因。同时利用中科院安徽光机所研制的AML-3车 载激光雷达测量了臭氧在白天垂直高度上的分布,在500～1000 m高度上臭氧的平均含量变化与分析仪测量趋势比较一致。

应用柠檬酸法和Pechini法<参考文献原文>， 通过控制pH值对反应的前驱体进行处理， 经高温烧结获得不同粒度和微结构的Eu∶CaWO4纳米材料。 利用XRD， TEM， HRTEM及漫散射荧光光谱表征了晶体结构、 微结构和光谱特征以及晶体形态变化。 分解罗丹明实验发现所得纳米材料具有良好的光催化效应。

利用激光泵浦-吸收技术, 研究了在样品池中(T=385 K, H2气压400 Pa)的Rb(5DJ)+H2→RbH［Ｘ １Σ＋(ｖ″＝0)］+H光化学反应过程。 双光子激发Rb-H2混合蒸气中Rb原子至52D态, 荧光中除有泵浦能级发生的直接荧光外, 还包含由精细结构碰撞转移产生的敏化荧光, RbH分子是由5D原子与H2间的三体碰撞反应产生的。 利用852 nm激光扫描RbH Ｘ １Σ＋(ｖ″＝０→ｖ′＝１７)吸收带, ΔＩ′和ΔＩ″分别表示泵浦5D3/2和5D5/2时的吸收光强。 泵浦室温下的纯Rb蒸气至5D3/2或5D5/2态, 由于在低密度下52D精细结构混合可略去, 故由5D3/2→5P1/2与5D5/2→5P3/2的荧光比得到泵浦率比。 解速率方程组, 得到5D3/2→5D5/2和5D→5D以外态的碰撞转移截面分别是9.8×10-16和2.0×10-16 cm2, Rb(5DJ)+H2→RbH+H的反应截面分别是5.4×10-17(J=3/2)和2.3×10-17 cm2(J=5/2), 5D3/2与H2的反应活动性大于5D5/2, 这与其他实验结果是一致的。

激光与分子的相互作用是研究光化学反应的关键因素，是激光控制化学反应的一个重要课题。基于一种半经典分子动力学模型模拟超快飞秒激光脉冲诱导的光化学反应，该模型通过含时的派耳斯（Peierls）替代把激光脉冲辐射场的矢势与电子进行耦合，明确引入激光脉冲和分子的相互作用; 基于该模型实现了激光诱导化学反应模拟程序，通过环丁烷及C60的光裂解反应的计算机模拟与实验结果进行对比，结果表明该模拟程序能够真实地重复实验结果，并能够得到许多实验上得不到的细节。为提高大分子光化学反应模拟的效率，对模拟算法进行并行设计并实现; 在大型计算机系统中进行测试，该方法可高效模拟激光脉冲对光化学反应结果的影响，为激光控制化学反应的试验提供信息。

结合光致聚合物中光化学反应的基本过程及其理论函数模型，对多种采用不同双染料敏化的光致聚合物的透射率曲线进行拟合，得到了光化学反应理论模型中的参数。依托于实验数据，分析了利用MATLAB实现曲线拟合并得到光致聚合物中各光化学参数的新方法。结果表明：当曝光波长为632.8nm，曝光强度为65mW／cm²时，3种光致聚合物的拟合统计指标R－Square值分别为0.9687，0.9958和0.9902，说明所使用的理论结合实验数据的拟合分析方法是成功的。

利用激光泵浦－吸收技术，研究了在样品池中的Cs(7D_J)+H₂→CsH[X¹∑+(v″=0)]+H光化学反应过程。双光子激发Cs－H₂混合蒸气中Cs原子至7²D态，荧光中除有泵浦能级发生的直接荧光外，还包含由精细结构碰撞转移产生的敏化荧光，CsH分子是由7D原子与H₂间的三体碰撞反应产生的。利用780nm激光测量了CsHX¹∑⁺(v″=0→v′=21)吸收带。△I′和△I″分别表示泵浦7D_3／2和7D_5／2时的吸收光强。解速率方程组，得到7D_3／2→7D_5／2和7D_5／2→7D_3／2精细结构转移截面分别为(1．3±0．3)×10^－14和(9．8±2．0)×10^－15cm²。从7D_J碰撞到7D以外态的截面分别为(4．0±1．0)×10^－15(对J=3／2)和(3．6±0．9)×10^－15cm²(对J=5／2)。Cs(7D_J)+H₂→CsH+H的反应截面分别是(1．4±0．5)×10^－16(J=3／2)和(1．1±0．4)×10^－16cm²(J=5／2)，7D_3／2与H₂的反应活动性大于7D_5／2。