高功率短脉冲激光照射下生物组织内的热传导研究

采用响应时间为 1μs的超小型薄膜铂热电阻温度计及日本YOKOGAWADL2 70 0高速数字示波器 ,对微秒量级脉冲激光照射下离体动物组织内的热传导进行了实验研究 .结果发现 :在激光脉宽较短时 ,组织内出现了非傅里叶导热现象 ;脉宽越短 ,组织厚度越薄 ,非傅里叶导热特征越明显 ;功率密度和光斑直径只影响温度上升的高低 ,对是否会出现非傅里叶导热没有影响 .

高功率脉冲激光对阶跃折射率多模光纤损伤机理

理论分析和模拟仿真研究了激光点火系统中光纤端面损伤、光纤初始输入段损伤和光纤内部损伤机理。结果显示:端面损伤主要是由光纤端面的杂质和缺陷引起;光纤初始输入段损伤是由光束的初次反射造成光纤局部激光能量密度增大引起的;光纤内部体损伤主要由于激光自聚焦效应引起损伤和光纤受到的意外应力产生微小碎片,吸收激光能量,引起光纤局部损伤。给出了激光点火系统中提高光纤损伤阈值的一般方法,主要包括光纤端面处理、设计合理的激光注入耦合装置。

高功率超短脉冲钛宝石激光系统波前测量实验

为表征SILEX-Ⅰ超强超短脉冲钛宝石激光装置的性能,利用高空间分辨的哈特曼波前传感器实验研究了该系统的光束波前畸变特性。实验中采用俄罗斯科学院激光和信息技术研究所研制的自缩束哈特曼波前测量系统,哈特曼波前传感器的最大入射口径可达95mm,测量精度为0.08μm。得到激光脉冲在压缩前的P-V值仅为0.13λ(λ=800nm),RMS值为0.02λ;压缩后P-V值为0.63,λRMS值为0.09λ,并对实验结果进行了分析和讨论。结果表明,该激光装置具有良好的光束质量,其主要波前畸变来源于压缩池。

高功率脉冲激光器能量离散的计算机模拟

用统计方法研究高功率脉冲激光器能量离散问题 ,描述了能量离散度的定义 ,给出了估算打靶成功率的方法。并以 9-5排布为例 ,模拟计算了在输入能量离散和光学元件参数的误差服从正态随机规律时 ,1 ns指数形输入脉冲经四程放大后输出能量的离散度。

高能脉冲激光照射下不同生物组织内热响应的实验研究

采用响应时间为1μs的超小型薄膜铂热电阻温度计及日本YOKOGAWADL2700高速数字示波器,对微秒量级脉冲激光照射下不同离体动物组织内的热响应进行了实验研究。通过对同一动物体的不同部位组织进行的照射实验发现,肝脏组织的热响应信号较强烈,且带有较明显的非傅里叶导热特征;心脏组织的热响应信号较弱,非傅里叶导热特征也不明显。另外,还对不同动物体的同类组织的热响应进行了比较。结果发现,不同动物体的同类组织对高功率短脉冲激光的热响应与被照射组织的具体种类有关。

二极管泵浦高能激光研究进展和展望

高能激光广泛应用于材料加工、科学研究、空间碎片清除、军事应用等领域。二极管泵浦高能激光具有结构紧凑,系统简单、全电驱无限弹仓的特点,近年来,各类二极管泵浦高能激光围绕着同时实现高功率、高效率、高光束质量这一总目标发展迅速。详细综述了国内外高平均功率块状固体激光、高功率可见光波段激光、高峰值功率激光、高功率光纤激光、碱金属蒸气激光等二极管泵浦高能激光的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。

科学家首次利用脉冲激光制造人工闪电

欧洲一组科研人员近日首次利用高功率脉冲激光，在一场雷暴中触发了电活动，制造出人工闪电雷击。该报道发表在最新一期的《光学快报》上。

激光冲击起爆炸药关键技术研究进展

激光冲击起爆炸药系统具有时间控制精确,快速响应,抗电磁干扰的特点,满足现代火工品的应用需求,但是由于激光传输效率和利用效率较低,目前难以实现真正的实用化和工程化。分析了激光驱动飞片起爆炸药的临界飞片速度的估算方法,提出需要提高系统能量利用率的必要性,总结了利用光纤传能和激光驱动复合飞片提高系统能量利用率这两项关键技术的研究进展。指出,选用适宜的光纤,改善光纤抗损伤能力,设计合理的光纤传输光路,优化激光参数,改进复合靶膜结构,合理选取复合靶膜各层厚度等是实现激光冲击片雷管小型化、实用化、工程化必须解决的问题。

高能束金属材料表面处理技术的物理机制及应用

综述了高能束材料表面处理技术的类型、物理机制及其应用;并通过强脉冲离子束技术与激光束、电子束及传统离子注入的比较,表明强流脉冲离子束技术在金属材料表面处理方面的优势。

半导体激光器在激光遥控制导中的空间耦合

针对高功率脉冲半导体激光器的远场特点,及激光制导对激光功率密度和光斑均匀性的要求,给出多孔径空间耦合方案并对其优点进行理论分析;针对纳米叠层芯片高功率半导体激光器偏振特性,基于偏振复用的原理,进行2支高功率半导体阵列激光器的偏振合束研究。通过试验得出结论:偏振耦合后系统输出光功率几乎2倍于单个激光器输出功率,采用多孔径耦合及偏振耦合均能满足遥控制导光斑要求。

基于光束干涉的高功率激光鬼像分析

在原有鬼像焦斑空间分布研究的基础上,进一步考虑入射激光脉冲与透镜的鬼像之间发生的干涉叠加现象。参考神光Ⅱ系统,分别推导并计算了3～10ns的入射脉冲引起最小像差型双凸透镜产生鬼像干涉的最大焦距范围,然后以单位矩形脉冲平面波作为入射光,讨论存在干涉的几种情况。结果表明,由于干涉叠加效应,鬼像焦平面存在较大的调制,焦平面附近的区域也有很明显的干涉调制。干涉后鬼像的功率密度大大地超出了原有鬼像光强的估算值,特别是对于高阶鬼像,问题更加严重。

Z_rO_2光学薄膜的激光热冲击效应

计算了薄膜在高功率脉冲激光作用下截面温度场和应力分布场 .分析了热冲击在光学薄膜激光损伤中的作用，并用调 Q 1. 06μ m脉冲激光对 Z_rO_2单层薄膜损伤，讨论了不同激光强度下薄膜截面温度场与应力场分布，揭示了热冲击在 Z_rO_2单层膜损伤中的机理和过程 .

超短超强激光技术述要

以超短超强激光技术发展为背景,分析了从种子脉冲直接放大到啁啾脉冲放大再到光参量啁啾脉冲放大的突破过程及未来趋势。论证了种子脉冲在展宽器、放大介质、压缩器中传输后的进化过程,分步傅里叶方法通常用于该理论的数值仿真中。同时指出高损伤阈值、宽增益带宽、大口径光学元件在未来的激光装置中仍然非常重要。最后总结了激光到靶前信噪比的提升技术及其在不同实验装置上的验证,信噪比会一直随着高功率激光的发展而提升。

10W量级高功率中红外超快光纤激光系统中色散管理的仿真设计

超快光纤激光器具有结构紧凑、可靠性高和光束质量好等优点,在科学研究和工业生产上有广泛的应用。2~5μm波段的中红外超快光纤激光器在气体探测、激光手术与中红外对抗中具有巨大的应用潜力,已成为超快光纤激光器领域的一个研究热点,尤其是利用掺杂铒离子的氟化物光纤作为增益光纤的光纤激光器,其可利用常见的980 nm泵浦激光产生2.8μm波段的超快激光,是研究最为广泛的中红外超快光纤激光器系统之一。然而,2.8μm波段的超快光纤激光器无论是在平均功率还是在单脉冲能量上,都与国际先进的近红外波段超快光纤激光器存在较大差距。前期报道的2.8μm超快光纤激光器输出的最高平均功率约为1 W,单脉冲能量约为30 nJ,这极大地限制了中红外超快光纤激光在高灵敏度气体测量等领域的应用。针对这一问题,本文设计了一套基于掺杂铒离子氟化物光纤的多级啁啾脉冲放大系统,并对其进行了数值模拟,此系统可将脉冲平均功率放大到10 W量级,从而获得超过250 nJ的单脉冲能量。此系统输出的高能量中红外脉冲具有约400 fs的超宽脉冲宽度,脉冲峰值功率可达450 kW。

疏水型SiO_2光学增透膜的制备

以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）为有机醇盐前驱体，采用溶胶－凝胶技术，通过酸／碱二步法控制实验条件，结合三甲基氯硅烷（ＴＭＣＳ）对胶粒表面的修饰过程，制备出结构可控的疏水型ＳｉＯ２薄膜．采用椭偏仪、ＦＴＩＲ、接触角测试仪、ＳＥＭ等对薄膜的折射率、红外特性、接触角以及表面形貌等进行了测量．研究结果表明，疏水型ＳｉＯ２薄膜的折射率在１．３３～１．１８之间连续可调；ＳｉＯ２胶粒表面的亲水性－ＯＨ中的Ｈ已部分被非活性－Ｓｉ（ＣＨ３）３基团取代；接触角由表面未修饰膜的４０°左右增加到表面修饰膜的１２０°左右．

其它应用

TN249 99042442强激光致空气击穿过程的数值模拟=Numerical simulationof laser—induced—air plasma shockwave[刊,中]/倪晓武,王文中,陆建,沈中华(南京理工大学.江苏,南京(210094))//兵工学报.—1998,19(2).—134—138根据雪崩电离,逆轫致吸收、suha方程和等离子体状态方程等实现了用迎风TVD格式对空气的击穿过程进行了数值模拟,结合光学击穿和激光感应热击穿理论,研究了Nd :YAG高功率脉冲激光与空气相互作用时等离子场的形成过程。得到了激光等离子体流场的非定常场。图2参9(严寒)

基于变焦像传递的飞秒拍瓦激光系统色差补偿

高功率超短脉冲激光系统中,空间滤波器透射元件引入的色差会影响系统的聚焦功率密度。针对这一问题,提出一种具备动态调节能力的色差预补偿方案。该方案由正负透镜和反射系统构成共焦像传递系统,能够实现全系统色差的动态精确补偿。基于该方案为神光-II 5 PW(SG-II 5 PW)激光系统设计并搭建了色差预补偿光路。实验结果表明,通过精密调节该单元内部透镜间距能够精确补偿全系统的色差,显著提升系统峰值功率密度。经过色差补偿后,在SG-II 5 PW系统开展质子加速实验,获得了超过16 MeV的质子产额。

清理太空垃圾的激光

废弃的卫星、太空飞船等碎片漂浮在太空中以每小时17500英里的速度行进，这些碎片对人类探索太空的活动带来巨大的风险，它们可能会撞击在运行中的卫星等设备上。 来自日本理化学研究所的科学家们针对这些恼人的太空垃圾研发了一种新型光纤激光——基于纤维光学产生的高功率脉冲激光。通过太空望远镜和激光装置结合，可以击落小至1厘米的太空垃圾，使其脱离轨道、落人大气层自动燃烧，从而实现清理漂浮在太空中的垃圾的目的。科学家们计划首先通过国际空间站日本实验舱的宇宙天文台（EUSO）空间望远镜进行测试，如取得成功将安装射程约100公里的激光装置。

Filaments in high-speed counter-streaming plasma interactions driven by high-power laser pulses

Interactions of two counter-streaming plasmas driven by high power laser pulses are studied on Shenguang II laser facility.Filamentary structures were observed in the interaction region after the electrostatic shockwave decay.Theoretical analysis and observations indicate that the filaments are because of collisionless mechanisms,which are caused by the electromagnetic instability,such as the beam-Weibel instability.Collision experiments were also carried out for comparison and no filaments were generated.