时域光学相干层析系统噪音分析和实验研究

本文从理论和实验上分析了存在拍频噪音时时域光学相干层析系统的噪音特性,给出了拍频噪音的具体估算方法.建立了描述一般时域光学相干层析系统实际噪音的简化模型,并给出了测量和寻找平衡探测光学相干层析系统最佳工作状态的方法.理论计算表明,平衡探测光学相干层析系统的信噪比受限于拍频噪音,理想情况下,最大信噪比可达100 dB左右;同时实验表明,如果实际的系统不能完全消除冗余噪音,其信噪比可能要比理论值小10-20 dB.本文的主要结果将可直接用于时域光学相干层析系统工作状态的测试和诊断当中,对频域光学相干层析系统噪音性能的分析和优化也将有所裨益.

激光推进技术

对近40年来国内外激光推进技术研究的发展进程和现状进行了综述;论述了激光推进研究的3个基本组成部分和研究的重点问题,分析了未来激光推进研究的发展方向;并对激光推进的分类、与传统化学推进方式相比的优势、激光推进的主要性能参数以及激光推进研究中常用的实验方法进行了较为详细的介绍;最后对笔者研究组近年来在超短脉冲激光烧蚀推进方面所做的研究工作进行了简要总结,主要包括利用自行搭建的扭秤测量不同脉冲能量、脉冲宽度、激光流量的超短激光脉冲烧蚀多种固体靶材产生的动量以及在水平和竖直方向推进微型小球的实验等。

紧聚焦条件下飞秒激光产生空气等离子体的动态演化特性

采用具有旋转对称性的三维空间电离模型,对紧聚焦条件下中心波长为800nm、脉冲宽度为50fs的激光脉冲产生的空气等离子体的时间和空间特性进行了数值模拟,揭示了整个等离子体区折射率的动态演化过程。计算结果表明:当激光脉冲开始聚焦时,靠近焦点前方的空气首先被电离,随后产生一个中心区域达到饱和、边缘具有很高折射率梯度的水滴状等离子区域;随着激光脉冲继续向焦点传播并越过焦点,等离子体区进一步向前延伸,直至在焦点前后形成一个近乎对称的双卵形结构;脉冲通过焦点区域后,空气等离子体强度沿传播方向逐渐减弱,直到最终完全消失;在10倍物镜聚焦下,脉冲能量为500μJ、脉冲宽度为50fs的激光脉冲产生的空气等离子体由产生到消失的整个过程约持续3ps。理论计算结果与30kPa低气压环境下的实验观测结果相吻合。