高功率紫外纳秒激光脉冲的光纤取样传输特性研究

在神光Ⅱ系列装置中,为降低成本和减少示波器、快响应光电管等设备的使用,采用紫外光纤对高功率紫外纳秒激光脉冲进行取样并束测量。对高功率紫外纳秒激光脉冲在光纤中的传输特性和保真传输条件进行了理论分析和模拟研究,并据此选取了不同芯径的阶跃型紫外多模光纤进行实验研究。结果表明,对于芯径为25μm的光纤,传输纳秒量级的紫外激光脉冲时畸变小,能进行较长距离传输,可以作为紫外激光脉冲的取样传输介质。利用芯径为25μm的光纤演示了光纤取样传输并束测量实验方案,验证了光纤并束测量的可行性。研究结果为神光Ⅱ高功率紫外激光脉冲时间波形的光纤并束测量提供了理论和实验依据。

基于紫外纳秒脉冲激光的微加工系统设计与实验分析

介绍了紫外纳秒脉冲激光微加工系统的设计,以及利用该系统对不同材料的样品进行加工实验分析。系统采用355nm波长的紫外纳秒脉冲激光作为加工光源,设计了光路机械结构和基于DSP和FPGA的运动控制板,驱动3D运动平台带动样品运动实现加工。上位机软件对加工图像进行解析,并对加工过程进行控制。光路结构的共焦特性,保证了CCD的照明光源和加工光源共焦平面,实现了自动聚焦和在线观测功能。利用该微加工系统,针对单晶硅、光敏玻璃、陶瓷、金属等材料展开了多种加工实验,验证了系统性能的可靠性和实用性,通过对不同材料的加工结果进行了观测和分析,对加工参数和工艺进行了优化,总结了紫外脉冲激光针对不同材料的加工特性。

激光对羟基磷酸铜的还原机理研究

为了研究激光选区金属化技术中,激光与尖晶石型化合物的相互作用机理,选用质优价廉、具有尖晶石结构的可见光和近红外光敏催化物质羟基磷酸铜(Cu 2(OH)PO 4)作为研究对象,利用X射线光电子能谱技术,探讨了波长为1064nm纳秒脉冲光纤激光、连续光纤激光和波长为355nm的纳秒脉冲紫外激光与羟基磷酸铜的相互作用机理。结果表明,3种激光都能将羟基磷酸铜中的+2价铜元素(Cu 2+)还原为+1价铜元素(Cu+),但还原过程随激光功率(0.13W^3.89W)或激光能量密度(2.76J/cm 2~25.48J/cm 2)的变化呈现不同的规律;结合羟基磷酸铜的热性能分析和紫外可见光吸收光谱分析,初步判断,在上述还原过程中,可能同时存在光热反应和光化学反应。该研究为羟基磷酸铜作为一种新型的激光活性物质提供了理论基础。