Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, School of Physics and Materials Science, East China Normal University, Shanghai 200062, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3 State Key Laboratory of Optical Instrumentation, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
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Over the past two decades, femtosecond laser-induced periodic structures (femtosecond-LIPSs) have become ubiquitous in a variety of materials, including metals, semiconductors, dielectrics, and polymers. Femtosecond-LIPSs have become a useful laser processing method, with broad prospects in adjusting material properties such as structural color, data storage, light absorption, and luminescence. This review discusses the formation mechanism of LIPSs, specifically the LIPS formation processes based on the pump-probe imaging method. The pulse shaping of a femtosecond laser in terms of the time/frequency, polarization, and spatial distribution is an efficient method for fabricating high-quality LIPSs. Various LIPS applications are also briefly introduced. The last part of this paper discusses the LIPS formation mechanism, as well as the high-efficiency and high-quality processing of LIPSs using shaped ultrafast lasers and their applications.
laser-induced periodic structures (LIPSs) formation mechanisms femtosecond pulse shaping pump-probe imaging structural color birefringent effects optical absorption photoluminescence Opto-Electronic Science
2022, 1(6): 220005
量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学光电研究所,山西 太原 030006
基于飞秒脉冲的同步泵浦参量过程产生的多模时域飞秒压缩光场,由于其独特的优势,特别是可以享有单模光纤网络兼容,是实现可扩展量子计算及大容量量子通讯的良好光源。由于无法实现多模时域飞秒压缩光场的空间分离,目前对于多模时域飞秒压缩光场的测量,采用最为有效的平衡零拍探测。因此如何构造与时域飞秒压缩光场时域函数分布相同的本地光,是其中的关键内容,并直接影响测量效果。本文主要理论研究了本地脉冲光的时域整形方案,分析了系统参数对整形后的多模本地光的保真度以及系统调制效率的影响,并结合实验参数提出可能的解决办法。
飞秒脉冲整形 时域多模压缩光 平衡零拍 Femtosecond pulse shaping Multimode temporal squeezed light field Balanced homodyne detection
为了研究飞秒激光时空变换整形技术,采用理论分析与计算机模拟结合讨论的方法,分析了以达曼类滤波器为模板的4f系统的飞秒脉冲整形技术。以梯度算法优化设计出达曼类滤波器,包括等间距、等强度和不等间距、不等强度达曼光栅,并模拟讨论了产生的超快时域多脉冲与光谱平面上调制周期的重复数、元件间距不等效应和波长效应的影响。结果表明,以达曼类滤波器为模板的飞秒脉冲整形中,模板周期重复数越多,输出脉冲的质量越高;元件间距不等和波长效应使输出脉冲的平均度和衍射效率都有所降低。
光学器件 超快光学 飞秒整形 时空变换 达曼类滤波器 optical device ultrafast optics femtosecond pulse shaping space-time conversion Dammann-type filter
精密光谱科学与技术国家重点实验室，华东师范大学物理系、数学系 上海 200062
利用飞秒自适应脉冲整形相干控制技术成功实现了甲醇溶液中甲基对称(νs(CH3)2832cm－1)和反对称(νAs(CH3)2948 cm－1)振动能级相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)的选择激发。为了进一步探究双光束飞秒CARS光谱实现选择激发的机制，采用二次谐波频率分辨光学开关(SHG－FROG)测量方法对整形前后的泵浦激光脉冲进行了探测。SHG－FROG痕迹结果显示裁剪泵浦光中的有效频段可实现飞秒CARS的选择激发。研究表明飞秒自适应脉冲整形相干控制技术对于复杂分子系统飞秒CARS的选择激发研究具有非常重要的科学意义。
量子相干控制 选择激发 自适应脉冲整形 相干反斯托克斯拉曼散射 遗传算法 quantum coherent control selective excitation adaptive femtosecond pulse shaping coherent anti-Stokes Raman scattering genetic algorithm
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
飞秒光谱全息是飞秒脉冲整形技术中非常重要的一种方法，它可以实现飞秒脉冲信号的记录、再现和处理。主要介绍飞秒光谱全息技术及飞秒脉冲时空变换整形在飞秒化学领域的最新应用。
飞秒脉冲整形 光谱全息 飞秒化学
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
飞秒激光脉冲通过时空变换技术将时域信息变换到空域,通过空域的处理再返回到时域,是实现飞秒激光脉冲整形、测量和控制的一项重要技术。在应用方面,可产生各种所需要的波形,已广泛应用在飞秒化学、信号处理、安全通信、生物学和医学成像等方面。介绍了飞秒时空变换脉冲整形的几种方法。
飞秒脉冲整形 时空变换 空间光调制器 变形镜 移动镜
