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结合空间啁啾与光谱发散监测的准单次双脉冲倾斜脉冲前沿自相关仪，用于超短脉冲激光束测量
摘要： 采用双脉冲倾斜脉冲前沿自相关仪（TP-TPFAC）结合光谱干涉技术，实现了脉冲前沿倾斜、空间啁啾、光谱发散和脉宽的同时单次无歧义检测与测量。该技术通过截取TP-TPFAC马赫-曾德尔延迟单元中的部分激光束，产生两个具有时间延迟和空间倒置特性的脉冲。通过测量这两个延迟且空间倒置脉冲对应自相关（AC）轨迹之间的夹角，避免了因CCD探测器偶然定位不当导致的自相关轨迹旋转角度估算误差。同样地，利用两个空间倒置脉冲的空间分辨光谱轨迹来提高空间啁啾估算精度，从而规避了光谱仪光栅或CCD探测器偶然定位不当造成的误差。研究对比了这两种方法在不同实验条件下的灵敏度与准确性，发现所测脉冲参数与相应理论值高度吻合。
关键词： 啁啾脉冲放大、超短激光脉冲、高能量高功率激光器
更新于2025-09-19 17:13:59
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[美国激光学会ICALEO? 2017：第36届国际激光与电光应用大会 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2017年10月22-26日）] 国际激光与电光应用大会 - 超短脉冲激光玻璃体三维雕刻的自适应光学技术
摘要： 在高精度超快激光加工透明材料领域，本研究报道了采用自适应光学技术实现玻璃体相激光雕刻的方法。通过主动监测激光波前，可实时调控焦域内阈值以上能量的分布，从而根据需求最小化或强化由纵向球差导致的激光改性区域延长效应。该工业级自适应光学系统通过波前传感器与变形镜组合，能以选定泽尼克多项式系数的均方根值精确控制各类波前像差。该技术可适用于任意折射率及加工深度的透明电介质材料加工。本研究针对1030 nm波段300 fs掺镱光纤激光器在硼硅酸盐玻璃中产生的体相改性，系统分析了波前畸变与体相改性的精确关联。通过探究三阶和五阶纵向球差对材料内部激光标记的影响，实现了对受照电介质材料相互作用区域长度的精准调控。实验表明：在600微米加工深度处，通过将自然波前优化至接近衍射极限状态，可使标记总长度减少65%。
关键词： 波前畸变、超短激光脉冲、体相内雕刻、自适应光学、玻璃、纵向球差
更新于2025-09-16 10:30:52
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超强飞秒激光脉冲在等离子体中传播的绝热弗拉索夫理论。超相对论准稳态的标度：尖峰、峰子和气泡。
摘要： 在超相对论电子抖动速度条件下，通过解析与数值方法研究了超短（飞秒）薄饼状激光脉冲与欠密无磁等离子体的相互作用。通过追踪相空间中粒子非线性轨迹，解析了准稳态电子分布函数的绝热演化过程。估算表明，在典型激光等离子体加速器条件下，当脉冲穿透等离子体约1毫米后准稳态分布即告形成。研究发现主要粒子效应是与有效势能极大值处反射电子相关的束流负载效应，其中部分电子还可能被捕获于时变势能极小值中。由于相对论质量增加，这些电子对等离子体动力学的影响减弱。在非相对论电子温度下，反射粒子的数密度呈指数级微?。坏诓ㄆ铺跫?，若电子温度超过其静能m0c2的百分之几，该密度可能与背景等离子体相当。基于三时间尺度近似[Jovanovic′等，《等离子体物理》22卷043110.1 (2015)]的束流负载与强激光强度数值计算显示：电子密度泡形成过程伴随非线性朗缪尔尾波的陡化与破灭，同时分布函数在波破位置处出现尖锐峰突，电子密度亦形成相应峰值。
关键词： 等离子体、束流负载、超相对论电子抖动速度、超短激光脉冲、波破裂、绝热演化
更新于2025-09-16 10:30:52
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强超短激光脉冲作用下取向分子的高次谐波产生极化
摘要： 通过含时薛定谔方程的数值解，我们证明在定向分子中可通过强线性偏振脉冲控制分子高次谐波产生(MHOHG)的偏振特性。对于定向三角分子H3+/H32+，偶次谐波垂直于激光偏振方向产生，而所有奇次谐波均与激光偏振方向相同。对于H2+/H2体系，研究表明无论分子如何取向都只产生奇次谐波，且其偏振方向几乎平行于分子轴。我们基于微扰理论解释了这些现象。MHOHG光谱的红移源于非玻恩-奥本海默解离分子中激光诱导的电子局域化效应，反映了核动力学的影响。数值结果揭示了谐波偏振对分子几何构型及核动力学的敏感性。
关键词： 取向分子、超短激光脉冲、微扰理论、核动力学、高次谐波产生、偏振
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用双激光脉冲在TNSA机制中优化质子加速的激光参数
摘要： 通过优化激光参数，可显著提升靶背鞘层加速（TNSA）机制中经超强激光加速的质子能量。我们提出利用双激光脉冲研究TNSA机制下质子加速的激光参数优化方案。第二束激光脉冲的引入会显著影响TNSA机制中靶背鞘层场的产生，进而改变被加速质子的能量。通过设置不同延迟时间引入第二束激光脉冲以探究其对质子加速的影响。研究表明，两束激光的强度与脉宽相互作用会影响质子加速效果，发现质子最大能量是激光强度和脉宽的函数。我们进行了大量模拟计算，获取了双激光脉冲在不同强度与脉宽组合下的质子最大能量数据。模拟结果揭示了质子束能量与鞘层场随脉冲强度及延迟时间的物理机制。
关键词： 质子加速、超短激光脉冲、激光-等离子体相互作用
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用超短激光脉冲在532纳米和1064纳米波长下对玻璃进行内部改性的非线性吸收动力学模拟
摘要： 基于包含自由电子速率方程、高斯光束传播方程、热传导与热电离的模型，分析了高脉冲重复频率下的动态电离过程，揭示了几何焦点附近产生的等离子体在雪崩电离作用下呈现周期性向激光源方向移动的现象。通过比较多光子电离与雪崩电离的贡献，探讨了激光波长对电离过程的影响，并对比了532nm与1064nm波长在单脉冲与多脉冲辐照下的裂纹倾向性。
关键词： 热传导模型、非线性电离过程、玻璃、内部改性、热电离、裂纹、超短激光脉冲
更新于2025-09-12 10:27:22
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金属薄膜的飞秒激光微加工
摘要： 本文探讨了飞秒激光微加工技术在微电子与光电子元件薄膜钛涂层中的应用可能性。通过真空脉冲激光沉积技术（波长λ=1030 nm，脉冲重复频率f=10 kHz，最大单脉冲能量Emax≈150 μJ，脉宽τ≈280 fs），在石英基底表面制备了钛薄膜涂层。文中展示了通过选择性激光烧蚀沉积金属涂层的特定区域来形成预定几何形状元件的实例。
关键词： 超短激光脉冲、精密微加工、激光烧蚀、薄金属薄膜
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用飞秒和皮秒红外激光脉冲对Kapton聚酰亚胺进行表面结构化处理
摘要： 脉冲激光烧蚀是实现聚合物和生物材料高精度加工与改性的最高效、最清洁的方法之一。目前针对聚合物烧蚀的研究多集中于紫外激光领域，而对红外（IR）波段的研究较少——随着超短脉冲激光技术的最新进展，红外波段研究正显现出特殊价值。本研究报道了针对重要工业聚合物Kapton聚酰亚胺的1030纳米超短激光结构化对比实验结果，直接比较了247飞秒与7皮秒激光脉冲的作用效果。我们测定了两种脉宽的激光诱导损伤阈值，发现飞秒激光阈值显著低于皮秒脉冲（约低3.5倍）。通过系统研究不同脉冲能量和聚焦条件下的飞秒/皮秒激光烧蚀坑特征，证实飞秒激光能实现精确的聚酰亚胺结构加工，而皮秒辐照会产生再沉积物、表面隆起及烧蚀坑边缘形成高凸缘等不良效应。论文最后探讨了飞秒与皮秒红外激光烧蚀聚酰亚胺的作用机制。
关键词： 火山口轮廓、膨胀、激光烧蚀、损伤阈值、激光加工、超短激光脉冲、多光子吸收、聚合物、聚酰亚胺
更新于2025-09-12 10:27:22
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超短脉冲激光系统中激光光斑尺寸和形状对烧蚀效率的影响
摘要： 超短脉冲激光系统为各类应用提供了高精度、高质量的加工能力。然而工业界最迫切的需求之一是确定能实现高产能的最优工艺方案。就金属材料的超短脉冲激光加工而言，特定去除率（单位时间单位平均功率下的材料烧蚀体积）存在最大值，即存在使烧蚀效率达到最佳的优化能量密度。本研究采用波长1064nm和1030nm的10皮秒与350飞秒激光脉冲，探究了光斑尺寸与形状（高斯光束与平顶光束）对AISI 304（1.4301）不锈钢烧蚀效率的影响。研究发现：对于两种脉宽，随着高斯光斑尺寸增大，特定去除率均显著下降；而平顶光束的这种趋势较不明显，在光斑尺寸超过40微米时仅出现8%的特定去除率降幅。
关键词： 烧蚀效率、超短激光脉冲、平顶光束、特定去除率、激光光斑尺寸
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用超短激光脉冲对钢质三维锥形收敛-发散喷管进行螺旋钻孔
摘要： 三维锥形拉瓦尔喷管常用于微卫星的微推进系统。其轮廓控制、表面粗糙度和对称性是决定性能的关键参数。本文重点研究采用螺旋钻孔光学系统与超短脉冲激光制造三维锥形拉瓦尔喷管的技术。螺旋光学系统通过在钻孔过程中动态调整螺旋路径，实现对孔型轮廓的实时调控。经典螺旋钻孔工艺可在1毫米厚不锈钢上实现收敛段18.6°、扩张段6.6°的开孔角度。引入动态螺旋工艺后，平直轮廓收敛段的开孔角度可扩展至90°以上。此外，采用超短脉冲激光加工使孔壁表面达到平均粗糙度小于0.4微米的高质量效果。
关键词： 喷嘴制造、超短激光脉冲、螺旋路径、螺旋钻孔光学系统、异形孔
更新于2025-09-12 10:27:22