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纳米管锁模、波长和脉宽可调谐铥光纤激光器
摘要： 具有高度可调输出特性的锁模振荡器在多种应用中备受青睐。本研究采用自制可调谐滤波器，演示了一种碳纳米管（CNT）锁模铥光纤激光器，其波长、光谱带宽和脉冲持续时间均可大范围调节。该激光器的波长调谐范围达300纳米（1733至2033纳米），是近红外波段稀土离子掺杂光纤振荡器迄今报道的最宽调谐范围。在每个波长下，通过改变滤波器带宽可调节脉冲持续时间——例如在约1902纳米处，脉冲持续时间可从0.9皮秒调节至6.4皮秒（对应输出光谱带宽从4.3纳米缩窄至0.6纳米）。此外，我们通过实验与数值模拟研究了可调谐滤波器存在时锁模激光的光谱演化过程（该课题在铥掺杂光纤激光器中尚未被充分探究），详细呈现了锁模光谱的动态变化特征：随着滤波器带宽减小，凯利边带逐渐被抑制。采用保偏（PM）腔结构确保了激光器稳定性，实测输出激光偏振消光比超过20分贝。
关键词： 铥光纤激光器、光谱带宽、保偏腔、凯利边带、可调谐波长、脉冲持续时间、锁模振荡器、碳纳米管
更新于2025-11-28 14:23:57
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使用不同脉冲持续时间的飞秒激光对铜薄膜进行辐照的原子模拟
摘要： 理解飞秒激光微/纳加工中的光-物质相互作用至关重要。本研究采用双温模型(TTM)与分子动力学(MD)相结合的方法，分析了35-500飞秒范围内不同脉宽飞秒激光辐照铜薄膜的熔融与解体行为。基于TTM-MD模型，研究了铜薄膜的温度与应力演化过程。结果表明：当脉宽小于100飞秒时铜薄膜发生解体，而200飞秒脉宽下则呈现熔融状态。研究还分析了飞秒激光引发的光力学与热力学演化过程，发现应力波与温度升高是导致薄膜解体与振动的主因。铜薄膜瞬态图像揭示了原子尺度的熔融与解体过程：熔融呈均匀发生，而解体集中于薄膜中心区域。这些发现有助于阐明飞秒激光材料烧蚀的作用机制。
关键词： TTM-MD模拟，铜薄膜，脉冲持续时间，飞秒激光，辐照
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光等离子体电离沉积诱导的纳米结构薄膜
摘要： 本研究探索了一大类硅/二氧化硅纳米纤维薄膜的光学特性。采用皮秒脉冲激光间接沉积被烧蚀的硅材料于玻璃基底上。通过改变激光功率、重复频率、脉冲持续时间和扫描速度等关键参数，调控合成纳米纤维薄膜的结构与组成特性。结合透射和镜面反射测量以及拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱等材料表征技术，对实验结果进行了深入解析。总体而言，重复频率和扫描速度的增加会相应提升光学数据强度，而功率和脉冲持续时间的增加则导致该数据下降。结果表明，氧化程度和固有多孔结构是影响薄样品中光相互作用的主导因素，这体现为强度或光谱形状的变化。通过观察这些趋势，我们能够采用可调谐的制备工艺获得特定组别的纳米纤维薄膜。电子显微镜、光学显微镜及背景知识证实多数情况下存在缠结的纳米线状形貌。通过优化多孔性、密度和厚度等参数，可针对传感技术等高需求应用场景定制结构。
关键词： 光学光谱学、薄膜、脉冲持续时间、脉冲激光器、纳米纤维
更新于2025-09-23 15:19:57
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固体超快激光加热中的过渡状态
摘要： 基于热扩散现象学理论，我们证明激光脉冲吸收后产生的峰值温度Tmax强烈依赖于脉冲持续时间。通过一个仅取决于脉冲持续时间和材料常数的简单参数，我们确定了三种不同的热传导机制。该现象学方法得到了热扩散数值模拟以及采用1皮秒和10纳秒光脉冲进行瞬态光栅激发后热表面膨胀测量的支持。
关键词： 激光加热、热扩散、热表面膨胀、脉冲持续时间
更新于2025-09-23 15:19:57
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[美国激光学会ICALEO? 2014：第33届国际激光材料加工、激光微加工与纳米制造大会 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2014年10月19-23日）] 激光及光电应用国际大会 - 采用200飞秒至10皮秒可调超短脉冲激光进行薄硅基板的激光烧蚀切割
摘要： 本文研究了200飞秒至10皮秒脉冲持续时间范围内对薄硅切割过程的影响。实验采用Light Conversion Pharos激光器，脉冲持续时间在190飞秒至10皮秒之间变化。激光器工作在第二谐波波长515纳米，重复频率为200千赫兹。虽然根据Liu[1]的方法测定的烧蚀阈值在0.2、1和10皮秒时均为0.27焦耳/平方厘米，但在切割实验中可以发现截然不同的烧蚀行为。结果表明，无论脉冲能量和脉冲重叠如何，最短的200飞秒脉冲持续时间都能实现更深的切割深度和更高的切割速度。这种差异可以用200飞秒脉冲持续时间具有更高的脉冲峰值强度以及激光与材料之间更短的相互作用时间来解释。尽管如此，所有测试脉冲持续时间的总体烧蚀几何形状非常相似。我们通过一个简单的几何模型对此进行了解释。该模型考虑了高斯光束轮廓在现有切割切缝中的投影。
关键词： 切割工艺、激光烧蚀、超短脉冲激光器、脉冲持续时间、薄硅基板
更新于2025-09-23 15:19:57
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等离子体气泡收缩中的气体-蒸汽相互作用
摘要： 理解浸没在液体中并受共振光源照射的金属纳米颗粒周围形成的等离子体气泡的收缩动力学，对于这些气泡在众多应用中的使用至关重要。本文通过实验展示并理论解释了等离子体气泡在收缩过程中会经历两个不同阶段：首先是由蒸汽冷凝主导的快速部分气泡收缩，其次是缓慢的扩散控制气泡溶解。气泡形成历史在第一阶段的收缩动力学中起重要作用，因为它决定了气泡成分中的气-汽比例。更高的激光功率会产生更多含蒸汽的气泡，而更长的脉冲和更高的溶解空气浓度会导致更多含气态的气泡。第二阶段的动力学几乎不依赖于气泡形成历史（即激光功率和脉冲持续时间），但强烈依赖于溶解空气浓度，该浓度定义了气泡界面的浓度梯度。最后，对于第二阶段的气泡溶解，随着溶解空气浓度的降低，我们观察到从R(t) ∝ (t0 ? t)1/3标度律到R(t) ∝ (t0 ? t)1/2标度律的逐渐转变，其中t0是气泡的寿命，并从理论上解释了这一转变。
关键词： 溶解空气浓度、激光功率、脉冲持续时间、等离激元气泡、蒸汽凝结、收缩动力学、扩散控制溶解
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用连续波法拉第旋转诊断技术研究激光驱动磁场
摘要： 研究人员针对激光能量为（约）25焦耳、脉冲持续时间分别为2.8纳秒和70皮秒的情况，研究了线圈靶中由激光驱动的磁场。通过连续波法拉第旋转诊断法测量了线圈中的轴向磁场。诊断结果显示线圈中的磁场强度为6-14特斯拉，电流为10-20千安。在激光靶相似、聚焦条件相同且激光能量相近的情况下对磁场进行了比较。将脉冲持续时间缩短使激光束强度提高30倍后，磁场和电流均增至原来的2倍。磁脉冲的弛豫时间处于亚微秒量级。
关键词： 线圈靶、磁场测量、激光驱动磁场、脉冲持续时间、法拉第旋转诊断
更新于2025-09-19 17:13:59
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三色激光诱导空气等离子体产生的太赫兹辐射
摘要： 基于光电流模型，通过粒子模拟研究三色激光（基波ω、二次谐波2ω和三次谐波3ω）诱导空气等离子体中太赫兹辐射的产生机制。结果表明：三色激光方案产生的太赫兹辐射振幅比双色激光方案（基波ω与二次谐波2ω）高出数倍。为获得最佳条件，我们进一步研究了基波与二次谐波相位差（?2）及基波与三次谐波相位差（?3）对太赫兹生成的影响。研究发现，在三色方案中?3对太赫兹辐射的影响强烈依赖于?2，当?2=π/6且?3=π/6时可获得最大太赫兹辐射。同时考察了激光波长和脉冲持续时间的影响——结果显示太赫兹辐射强度与激光波长的平方成正比；此外，增加脉冲持续时间也能提升太赫兹辐射强度。
关键词： 光电流模型、粒子模拟、相位差、脉冲持续时间、太赫兹辐射、激光波长、三色激光
更新于2025-09-19 17:13:59
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光谱滤波对锁模光纤激光器耗散孤子共振（DSR）状态下脉冲持续时间的影响
摘要： 研究了光谱滤波对工作在耗散孤子共振(DSR)状态的全正常色散激光器中脉冲持续时间的影响，并与解析表达式求解结果进行对比。研究发现光谱滤波会缩短DSR状态下的脉冲持续时间。数值模拟得到的平顶脉冲持续时间随增益变化趋势（针对滤波器不同光谱透射带宽）与实验结果在定性上具有良好的一致性。
关键词： 锁模光纤激光器、脉冲持续时间、光谱滤波、耗散孤子共振
更新于2025-09-16 10:30:52
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[美国激光学会ICALEO? 2014：第33届国际激光材料加工、激光微加工与纳米制造大会 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2014年10月19-23日）] 激光与电光应用国际大会 - 采用先进绿光及红外脉冲光纤激光器的ITO图形化技术
摘要： 在块状基板上沉积的氧化铟锡（ITO）进行激光图案化，可实现一种无化学废料、高产量的工艺，该工艺广泛应用于平板和触摸屏显示设备中。为实现经济可行性并满足窄边框触摸传感器对高质量ITO图案化的需求，划线的宽度、均匀性和产量是关键质量参数。在本次报告中，我们介绍了波长为532纳米和1064纳米的脉冲纳秒光纤激光器在满足这些关键要求方面的进展，包括优化后的参数。具体而言，接近衍射极限的光束质量、高峰值功率能力、短脉冲和快速瞬态响应对于产生宽度约10微米且边缘光滑的一致划线是必要的。我们的研究结果表明，使用红外激光器作为稳健且具有成本效益的解决方案，在划线宽度介于15至25微米之间时具有优势。然而，绿色激光器光束更紧密聚焦的能力使其成为实现10微米宽度目标的首选方案。
关键词： 1064纳米，脉冲重复频率，532纳米，纳秒，ITO图案化，峰值功率，脉冲持续时间，光纤激光器，光束质量
更新于2025-09-16 10:30:52