黄沛 1袁浩 1,2夏宇峰 1,2曹华保 1,2[ ... ]付玉喜 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所 阿秒科学与技术研究中心,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
超短激光脉冲作为产生阿秒激光与探索物质微观世界的重要工具,其时间特性的精确测量尤为重要。介绍了几种少周期激光脉冲的产生以及常用的表征技术,并将表征技术在广义上分为频域测量与时域测量两大类。在频域测量中,通过测量非线性过程产生的光谱信息来反演重构超短激光脉冲的包络及相位;在时域测量中,利用“超快门开关”直接对脉冲的光场信息进行采样,从而获取时间特性。两类技术在应用场景上各有侧重,频域测量因其装置简便快捷而被广泛应用在快速表征的实验场景中,而时域采样则因为可以直接获得光电场信息,常用于与光电场直接相关的超快物理实验。
超短激光脉冲 脉冲表征 频域测量 时域采样 ultra-short laser pulse pulse characterization time domain sampling frequency domain measurement 
应用光学
2023, 44(6): 1157
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
基于非线性偏振旋转(nonlinear polarization rotation, NPR)锁模机制的光纤激光器因其结构紧凑、可靠性高而备受关注。基于这一锁模原理设计并搭建了掺镱光纤飞秒激光器。当双向泵浦功率为380 mW,在1030 nm波段获得了基频重复率为22.8 MHz的锁模脉冲。脉冲宽度为224 fs,平均功率180 mW,单脉冲能量8 nJ,10 dB带宽约为40 nm,信噪比大于50 dB。该激光器采用环形腔结构产生稳定的锁模飞秒脉冲输出,可实现自启动锁模。泵浦功率增加到1.6 W可观察到最高三阶被动谐波锁模,三次谐波对应68.5 MHz重复频率。该激光器由于在线宽、脉宽、脉冲能量上的优势,在光谱测量、拉曼成像等领域具有应用意义。
光纤激光器 非线性偏振旋转 孤子 超短激光脉冲 fiber laser nonlinear polarization rotation solition ultra-short laser pulse 
光学仪器
2023, 45(1): 1
作者单位
摘要
同济大学机械与能源工程学院, 上海 201804
红外热波检测技术被应用于零部件或设备内部缺陷及故障的检测与定量识别。本文建立了半无限材料中圆柱绝热缺陷在超短激光脉冲辐照下的非傅里叶热传导波动模型, 在采用波函数展开法和镜像法研究热波散射正问题的基础上, 运用遗传算法对亚表面缺陷深度进行反演, 实际测量温度取热波散射正问题计算得到的材料表面温度, 并且分析讨论了测温点数目、入射频率等因素对反演结果的影响。数值实验结果证明了该方法的有效性。与 L-M法和共轭梯度法相比, 该方法在反演的精度及速度上都有较为良好的表现。
超短激光脉冲 非傅里叶热传导 导热反问题 遗传算法 ultra-short laser pulse, Non- Fourier law, inverse 
红外技术
2019, 41(11): 1077
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
为研究双温方程中电子热传导项和电子与晶格耦合项对激光辐照物体表面温度场求解的影响, 对这两项施加了约束条件。由于飞秒和亚皮秒激光与物质相互作用时间短, 电子与晶格来不及耦合, 所以对耦合项施加时间约束; 根据相分离条件(CPPS), 对热传导项施加空间约束。利用有限元方法建立了激光烧蚀金属铜膜表面的有限元模型。通过分析双温方程中热传导项和耦合项对计算结果的影响, 发现短脉冲激光与铜金属相互作用过程中电子与晶格耦合项可以忽略, 而传导项不可忽略。求解适当激光功率下的双温方程, 得到了激光作用中心电子与晶格在不同脉冲宽度激光辐照下的温度变化关系。根据100 fs激光作用后晶格温度场的空间分布情况, 研究了激光作用的相分离区域、相爆炸区域以及熔融区域的分布情况。
短脉冲激光 双温方程 有限元 相分离(CPPS) ultra-short laser pulse two temperature model (TTM) finite element method (FEM) critical-point phase separation(CPPS) 
发光学报
2012, 33(10): 1143
作者单位
摘要
兰州大学 核科学与技术学院, 兰州 730000
为了研究超短激光脉冲光束质量对焦斑的影响, 采用经典的几何模型进行了理论模拟分析, 并实验研究了离轴90°抛物面镜的飞秒激光光束的紧聚焦特性。由理论分析和实验结果可知, 当入射失准角为3mrad时, 将从空间上使焦斑峰值功率密度减半, 失准角的存在将引起到达靶面的激光脉冲的时间展宽从而降低焦斑峰值功率密度; 利用3TW钛宝石飞秒激光系统, 通过f/1离轴90°抛物面镜对激光束进行紧聚焦, 得到最佳焦斑尺寸为5.6μm×5.4μm, 对应于3mJ和96mJ的飞秒脉冲激光光束的焦斑峰值功率密度分别为3.83×1017W/cm2和1.23×1019W/cm2。结果表明, 该研究为开展激光与固体、气体、团簇等物质相互作用的相关实验提供了重要的参考。
激光光学 峰值功率密度 超短激光脉冲紧聚焦 离轴抛物面镜 laser optics peak power density focal spot of ultra-short laser pulse off-axis parabolic mirror 
激光技术
2012, 36(5): 657
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
在采用啁啾脉冲放大技术的高功率短脉冲激光装置中,终端衍射光栅的损伤阈值是限制装置输出能力的瓶颈之一。提出了测量大口径光栅损伤阈值的方法。该方法通过在线监测采集大口径光斑的同发近场光强分布情况和相应的光栅损伤图像,并经过一系列后期图像数据处理,建立起能量与损伤点的对应关系,经过一个测试光斑便可获得所有通量下的光栅损伤特性。该测量方法对光斑均匀性没有硬性要求,为损伤测量装置中难以解决的光斑均匀性问题提出了新的应对思路和方法。
激光损伤阈值 大口径衍射光栅 超短激光脉冲 图像处理 laser induced damage large-aperture diffraction grating ultra-short laser pulse image processing 
强激光与粒子束
2012, 24(5): 1093
作者单位
摘要
上海工程技术大学基础教学学院, 上海 201620
采用Lewenstein路径积分模型和准经典“三步”模型,计算了不同脉宽的超短脉冲高次谐波波谱。通过比较模型截止频率随载波包络相位的变化关系的差异,对辐射过程中的量子效应进行了研究。结果显示,随脉宽的减小,以上两种模型计算结果出现的偏离增加,谐波辐射中的量子效应愈加明显。当脉宽减小至0.5T (T为光学周期)时,准经典“三步”模型已不能用以解释Lewenstein模型的计算结果。
超短脉冲 高次谐波产生截止频率 量子效应 ultra-short laser pulse high-order harmonic generation cutoff frequency quantum effects 
量子光学学报
2011, 17(3): 187
作者单位
摘要
华南师范大学 信息光电子科技学院光子信息技术广东省高校重点实验室,广州 510631
采用两种不同的皮秒光脉冲波形进行了门模单光子探测实验.测量了单光子探测效率随探测器和超短脉冲光源之间的同步延迟细微调节时的变化曲线.结果表明:光脉冲波形直接影响光子到达时间与门脉冲时间窗口之间的精确同步和探测效率, 使用其中一种脉宽较短的皮秒光脉冲时探测效率比使用另一种脉冲提高了约9%.
单光子探测 超短光脉冲 门模式 探测效率 Single photon detection Ultra-short laser pulse Gate-mode Detection efficiency 
光子学报
2009, 38(9): 2192
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川 成都 610064
基于双曲双温两步热传导模型,利用具有人工粘性和自适应步长的有限差分算法,对超短脉冲激光辐照金膜时的温度场进行了一维数值模拟计算。讨论了不同能量密度和脉冲宽度条件下金膜表面温度场的分布情况; 分析了电子-晶格耦合系数对薄膜体内温度场的变化规律及电子-晶格耦合至热平衡所需时间的影响。结果表明, 激光脉冲的能量密度和脉冲宽度对电子温度的峰值有重大影响; 电子-晶格的耦合系数决定了二者的温升速率和耦合时间; 电子温度及电子温度的梯度在接近表面区域迅速达到最大值,与之相应的热电子崩力是造成金属薄膜早期力学损伤的主要原因。
激光技术 超短脉冲激光 金属薄膜 热效应分析 双曲双温模型 
中国激光
2008, 35(10): 1579
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
为了使得数值模拟更为精确, 采用广义非线性薛定谔方程(GNSE)描述超短激光脉冲在光子晶体光纤中的传输演化过程, 并利用二阶分步傅里叶方法通过求解方程, 数值计算了相同脉宽和能量的超短脉冲在不同色散参量的光子晶体光纤中非线性传输和超连续谱的产生。比较了超短脉冲在光纤不同色散区传输时, 高阶色散和非线性效应对超连续谱的产生以及对脉冲波形演化的影响。结果表明, 相对于超短脉冲中心波长位于光子晶体光纤的正常和反常色散区, 可以相应获得短波波段和长波波段的超连续谱输出, 当超短脉冲中心波长位于零色散波长点时, 通过色散和非线性效应的联合作用, 更易于产生全波长段的平坦超连续谱。
非线性光学 光子晶体光纤 二阶分步傅里叶方法 超短激光脉冲 色散 
光学学报
2007, 27(2): 323

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