研究了飞秒脉冲经过光子晶体光纤时超连续谱产生的物理机制。 采用输出波长可调谐的钛宝石光参量放大器作为泵浦源, 光纤光谱仪测量不同泵浦功率和不同泵浦波长条件下光子晶体光纤产生的超连续谱的光谱图, 对进行了归一化处理后的不同泵浦功率和不同泵浦波长条件下的超连续谱进行对比, 分析影响光子晶体光纤超连续谱差异的物理机制。 实验结果表明, 当泵浦波长不变时, 随着入射泵浦脉冲平均功率的增大, 波峰增多, 谱宽也逐渐加宽并伴随着出现能量向短波方向集中的现象, 泵浦功率到达一定强度时, 超连续谱的宽度最后到达饱和, 谱的包络趋于稳定; 入射光功率稳定在300 mW时, 超连续谱的宽度和形状皆受到泵浦波长影响, 在760～840 nm范围内, 泵浦波长越长, 波峰数越多, 泵浦脉冲波长离零色散点越近, 光子晶体光纤产生的超连续谱谱宽会越宽, 超连续谱的形状相对越平坦。

研究了不同粒径ZnO纳米颗粒样品（17～300 nm）的时间光谱, 通过对各粒径样品时间积分光谱的谱带结构进行高斯拟合解迭, 发现光子能量位于ZnO谱带低能侧的高斯拟合成份Xc3的荧光中心波长随粒径的减小而红移, 同时发光带的寿命也随之缩短。 基于ZnO谱带低能侧的高斯拟合峰发光带强烈依赖于ZnO样品粒径的谱带特性, 提出了与ZnO禁带内的表面态能级有关, 同时研究表明, 表面态在尺寸降到一定程度的纳米体系中起着重要的作用。

在飞秒脉冲激光激发下, 观察到了均匀沉积法获得的ZnO纳米颗粒的受激辐射现象, 并从频域和时域两方面研究了ZnO纳米多晶的室温激射特性。 氧化锌纳米颗粒中出现激子-激子散射导致的激射阈值为7.2 GW·cm-2, 激射模式类似于F-P谐振腔模式, 时域谱则表现为寿命曲线中出现快速衰减成分。 与荧光的时间衰减曲线不同, Ｐ带时间衰减具有对称结构, 高斯拟合结果只有几个ps, 接近条纹相机的时间分辨率极限。 研究ZnO纳米颗粒的受激发射与激光特性对揭示ZnO晶体的内部结构和激子激发态的性质、 激光产生的机理等有重要意义。

室温下获得了均匀沉积法制备的纳米ZnO颗粒在低能量2.33 eV 光子(532 nm)的准连续皮秒脉冲激发下的频谱范围从550～1 000 nm的时间分辨光谱和时间积分光谱。 随着样品粒径的增加, 发光带谱带峰值出现规律性的红移。 通过高斯拟合对光谱结构解迭发现, 这种规律性的红移是由于低能端区域的高斯组分的相对比例增加所致。 时间分辨光谱中超快发射的荧光衰减寿命(皮秒量级)也出现随着样品粒径的增大而相应变长。 源于材料尺寸、 纳米颗粒大的比表面积所引起的表面能级可以较好的解释此范围的超快发射特性。

Cubic silicon carbide (SiC) nanowires are synthesized in a catalyst-assisted process. The nanowires with diameter of ~40 nm exhibit strong blue light emission at room temperature under ultraviolet (UV) femtosecond laser excitation. The photon energy of peak emission is higher than the energy bandgap of cubic SiC which shows involvement of quantum conf inement ef fect. The ultrafast f luorescence is deconvoluted by Monte-Carlo method. The results show two ultrafast decay processes whose lifetimes are about 26 and 567 ps respectively. The mechanisms of such ultrafast processes are discussed.

激光诱导周期性纳米微结构在多种材料包括电介质、半导体、金属和聚合物中观察到。研究了800 nm和400 nm飞秒激光垂直聚焦于6H SiC晶体表面制备纳米微结构。实验观察到800 nm和400 nm线偏光照射样品表面分别得到周期为150 nm和80 nm的干涉条纹, 800 nm圆偏振激光单独照射样品表面得到粒径约100 nm的纳米颗粒。偏振相互垂直的800 nm和400 nm激光同时照射晶体得到粒径约100 nm的纳米颗粒阵列, 该纳米阵列的方向随400 nm激光强度增加而向400 nm偏振方向偏转。利用二次谐波的观点对以上纳米结构的形成给出了解释。

利用10倍的显微物镜将近红外飞秒激光脉冲汇聚到宽带隙半导体材料6H SiC的前表面，研究样品的烧蚀及诱导微细结构。用扫描电镜(Scanning electron microscope, SEM)及光学显微镜测量烧蚀斑。利用烧蚀面积与激光脉冲能量的关系确定SiC的烧蚀阈值。给出了SiC样品的烧蚀阈值与飞秒激光波长的依赖关系。实验结果表明，可见光区随波长增加，烧蚀阈值从0.29 J/cm2增加到0.67 J/cm2;而在近红外区，SiC的烧蚀阈值为0.70 J/cm2左右，基本上不随激光波长变化而改变。结合计算结果，可以认为在飞秒激光烧蚀SiC的过程中，在近红外区，光致电离和碰撞电离均起到了重要的作用;而在可见光区，光致电离的作用相对大一些。

采用超快激光光谱技术研究了一种新型的卟啉侧链聚合物(HTPP-PGMA)的激发态动力学过程.研究结果表明:HTPP-PGMA的荧光弛豫过程远快于通常的小分子卟啉单体化合物的荧光弛豫过程.在近共振波长(λ=532 nm)处,观察到了HTPP-PGMA的瞬态无腔光学双稳态的响应过程.通过采用电荷转移模型对HTPP-PGMA的超快激发态动力学过程进行了分析.

采用抽运探测方法测量了一种新型的含4 偶氮苯 4′ 偶氮苯酚侧链的共聚物(DAP PGMA)的光致异构特性。实验结果表明DAP PGMA比含单偶氮苯侧链共聚物P(MMA co MAZ)有较大的光致双折射效应,Δn～6.60×10 -4;同时DAP PGMA比P(MMA co MAZ)具有更快的开启速度,光致向向异性上升时间为40 ps,这种皮秒量级的快过程对应于双偶氮苯生色团的顺反异构过程。

研究了从Anabanavaribilis中提取的4种别藻蓝蛋白APCⅠ,APCⅡ,APCⅡ及APCB三聚体的稳态光谱和皮秒荧光光谱。采用Monte-Carlo方法对瞬态荧光光谱进行拟合,实验结果表明：APCⅠ荧光有两个带,其中第一个带位于662 nm,有两个时间组分：35.8 ps和1.67 ns;第二个带位于680 nm,有两个时间组分：34.2 ps和1.64 ns;APCII瞬态荧光位于660 nm,有两个时间组分：20.4 ps和1.64 ns;APCII瞬态荧光位于660 nm,有两个时间组分：23.8 ps和1.76 ns;APCB瞬态荧光有两个带,其中第一个带位于662 nm,有两个时间组分：36.6 ps和1.45 ns;第二个带位于680 nm,有两个时间组分：25.8 ps和1.62 ns。实验结果一方面说明了藻胆体核内4种别藻蓝蛋白形成能量传递的两条途径;另一方面瞬态荧光解叠结果揭示了APCⅠ和APCB三聚体内能量传递的超快过程。