双轴晶体光学参量放大的研究

介绍了新近提出的光学啁啾脉冲参量放大技术 ,并以高增益、宽谱带的双轴非线性晶体LBO为例 ,研究了抽运光和信号光的相位匹配角的关系、增益、增益带宽、匹配角的选择 。

入射光的偏振特性对反射式近场光学显微镜成像结果的影响

用偶极子自洽场理论模拟计算了反射式近场光学扫描显微镜中入射光的偏振特性对近场成像结果的影响 (包括系统分辨率和相关的成像特性 ) ,并给予了相应的分析和解释。分析计算结果表明 ,入射光偏振性的选择将影响近场光学显微镜的成像质量。在近场区域 ,用垂直于样品表面偏振的入射光 (即z方向偏振 )照明成像将得到优于相应水平偏振 (即x方向偏振 )的入射光照明的系统分辨率。用x方向偏振的入射光照明时 ,所得光学图像会发生局部的光强对比度反转。

有限束宽下光栅对压缩的理论研究

给出了入射脉冲为有限束宽时,光栅对压缩的理论模型。并据此分析了脉冲高斯光束单次及两次通过光栅对时的变换特性,以及高阶色散对脉冲压缩的影响。

自洽场方法研究近场扫描显微镜的分辨率

运用偶极子 自洽场理论给出探针 样品相互作用的计算公式 ,并由此模拟计算近场扫描光学显微镜的系统分辨率。分析结果表明 ,探针所探测的光强是被测物体感生场干涉叠加的结果 。

电子在强激光场中的同步辐射特性研究

研究了实验室坐标系下 ,在超强激光场中作“平均静止”运动的电子的谐波辐射特性 ,包括谐波的角分布特性、谐波随激光强度的变化特性等。为寻找新的

超短脉冲激光再生与多程放大器的理论分析与实验建立.理论部分

从半经典理论的麦克斯韦－布洛赫方程出发，对种子激光脉冲在再生和多程放大器中的放大过程进行了分析，结合实际的物理条件得出了放大器的峰值输出的解析表达式，并详细地分析了放大器的损耗和增益对峰值输出的提高和稳定的影响．得出了一些对实际搭建工作具有指导意义的结论．

全内反射荧光显微术应用于单分子荧光的纵向成像

在模拟荧光分布的高帽形 (top hat)模型的基础上提出了隐失场中模拟荧光分子球体的数学方法 .基于此模型 ,提出了将全内反射荧光显微术应用于单分子荧光成像中 ,利用这种显微术中激发场的纵向强度呈指数衰减的分布特性 ,测得的荧光强度将强烈依赖渗透深度 (强度衰减到 1 e时的距离 ) ,从而快速直接的确定单分子荧光团间的纵向间隔、每个荧光团的纵向绝对位置和荧光团的半径大小 ,即实现荧光分子三维分布的重构 .在整个重构的过程中 ,只需要改变一次入射角的大小 ,即只需探测两幅荧光分子的全内反射成像 .

入射光的偏振特性对全内反射荧光显微术中荧光激发的影响

基于麦克斯韦的电磁场理论 ,研究了在全内反射荧光显微术中不同偏振态的入射光所产生的不同偏振的隐失场以及对不同取向的荧光分子荧光发射的影响 .理论分析结果表明 ,p偏振的入射场将产生椭圆偏振的隐失场 ,s偏振的入射场将产生s偏振的隐失场 .随着荧光分子三维取向的不同 ,这两种隐失场的激发荧光效率也将不同 ,由此引起荧光发射强度的各向异性分布 .据此特性 ,可以实现对膜表面分子三维取向的成像 .

采用附加共振高频场提高强场高次谐波的产生效率

提高高次谐波效率一直是强场物理研究中的一个重要课题 ,对此人们采取了很多方法 ,如采用双色场、实现相位匹配、附加一个强电场或强磁场等。本文在研究双色场高次谐波的过程中 ,发现原子的能级结构对于高次谐波的产生效率有极大的影响 ,据此提出利用附加共振高频场来大幅度提高高次谐波的产生效率。

平晶谱仪谱线波长的直接标定

提出一种简便的新方法用以实现X射线平晶谱仪谱线波长的直接标定 ,只需在谱仪晶体表面加上一个特制的辅助光阑 ,即可在不知光源位置和没有任何参考谱线的情况下精确标定谱线的波长。

激光脉冲绝对相位对产生阿秒脉冲的影响

在用超短激光脉冲产生和测量阿秒脉冲的过程中 ,绝对相位成为一个非常重要的影响因素。讨论了绝对相位对阿秒脉冲的产生和激光振荡的关系的影响 ,发现高次谐波的产生过程非常稳定 ,阿秒脉冲和驱动它的激光振荡之间的稳定的相位关系并不会受绝对相位的随机性的破坏 ,从而为采用交叉相关技术直接测量由强场原子高次谐波过程产生的阿秒脉冲宽度提供了理论依据 ,正确解释了文献 [13]上报道的实验结果。

利用等离子体非线性系数实现超强脉冲的压缩

超短脉冲压缩技术在强场物理研究中有非常重要的作用。但由于强场电离现象在惰性气体自相位调制脉冲压缩技术中限制了脉冲的能量 ,Tempea等人提出可以采用等离子体非线性系数对脉冲进行压缩。本文在考虑毛细管内表面电离的情况下 ,讨论能量为 10mJ左右、脉宽为 5 0fs的脉冲的压缩问题 ,发现可以将脉冲压缩至5fs左右。计算表明频谱展宽可以在气体密度很低的情况下进行 ,这样将可以减小电子对脉冲传播的影响。同时 ,由于毛细管内表面也处于电离状态 ,从而使脉冲能量不会受到电离阈值的限制。

强激光和超薄等离子体薄膜相互作用产生高次谐波

通过一维粒子 (particleincell,简称PIC)模拟 ,研究了超薄等离子体薄膜在两列旋转方向相反的圆偏振激光脉冲作用下的高次谐波辐射。在 10 2 1W /cm2 强度的激光作用下 ,可以获得 2 0 0次以上的高次谐波。当激光脉冲宽度较短时 ,由于等离子体薄膜被压缩所导致的多普勒频移对高次谐波产生了显著的频率调制。

等离子体密度标长对高次谐波转换效率的影响

通过等离子体粒子模拟研究了在强激光与等离子体相互作用产生高次谐波的过程中 ,等离子体密度标长对转换效率的影响。计算了在不同密度标长下 p偏振非相对论强度激光与高密度等离子体相互作用产生高次谐波的转换效率 ,发现等离子体密度标长对转换效率有重要的影响 ,这种影响与谐波级次、等离子体密度、激光脉冲宽度有关。

隐失驻波全内反射荧光显微术的数值计算

从理论上详细计算了在全内反射的条件下 ,两束入射光产生的隐失干涉场 (即隐失驻波 )的强度分布 ,并分析了其不同于传统传播波干涉场的特点。同时使用数值模拟证明了利用隐失干涉场 ,即隐失驻波的激发方式 ,可以提高系统的分辨力 ,在横向实现超经典分辨的荧光成像。具体的分析表明 ,两束光以相等的角度入射 ,同时振幅相等 ,偏振态相同 ,所形成干涉条纹的反衬度最高 ,此时成像系统的有效点扩展函数最优化 ;入射介质 1的折射率越大 ,隐失干涉场的空间周期越短 (空间频率越高 ) ,其对应的调制点扩展函数中心瓣的半峰全宽越小 ,可能分辨更小的物体 ,但同时旁瓣的强度也增强 。

相对论电子的逆韧致吸收

在激光强度大于１０１８Ｗ／ｃｍ２的条件下，利用强激光场中完全相对论的电子运动轨迹，得到了稀薄等离子体中的逆韧致吸收系数计算公式，并与原有的逆韧致吸收系数的计算公式进行了比较。

不用导引磁场的虚火花束源拉曼自由电子激光器的数值计算

采用非线性模型对拉曼自由电子激光器进行数值模拟 ,发现虚火花束源自由电子激光器可以去掉导引磁场 ,用小周期摇摆器 ,实现器件的小型化和高功率。

强激光在等离子体中的传播特性

分别讨论了在非相对论条件下短脉冲和长脉冲激光在完全电离的等离子体中的传播持性。短脉冲情况下 ,激光的有效瑞利长度会增加 ,但不会出现自导引 ;长脉冲激光的传播取决于激光功率和等离子体温度之比 ,当该比值超过一定阈值时会出现自导引现象 ,激光束被限制在一个相对稳定的通道内 。

稀薄等离子体中激发尾波场的共振条件

研究了在稀薄等离子体中强激光激发尾波场的情况 ,发现尾波场的激发与入射激光的脉冲宽度有共振现象。在光强很小情况下 ,共振所需要的入射激光脉冲宽度为λp 2 ,随着光强的增大共振激光脉冲宽度减小。同时发现在稀薄等离子体中激发的尾波势场与等离子体的密度几乎无关 ,而激发的尾波场最大电场强度与等离子体的密度有关。

ω-2 ω双色场相位控制电离:隧穿电离与过势垒电离的比较

对于在ω 2ω双色场作用下的原子 ,在两种不同电离机制下探讨了电离过程的相位效应。结果发现在隧穿机制下总电离率随相对相位的变化呈“∩”形 ,而在过势垒机制下呈“∪”形。