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通过负非线性折射率区域中的氙气传播实现KrF激光的光谱展宽
摘要： 在美国海军惯性约束聚变（ICF）实验的NIKE激光装置中，高功率氟化氪（KrF）激光输出光束需通过长达约75米的空气路径传播以实现角度复用——这是由于KrF介质的能量存储时间不足所致。最新实验与模拟表明，通过受激转动拉曼散射效应，这种传播方式能使激光光束的光谱展宽程度远超NIKE装置采用的诱导空间非相干性（ISI）技术通常实现的约1太赫兹激光线宽。这种增强的带宽可能足以抑制限制ICF靶面可承受最大光强的激光等离子体不稳定性。本文研究了一种替代方案：利用氙气（具有约-248纳米的大负非线性折射率）中的自相位调制实现光谱展宽，从而完全规避横向成丝问题。我们采用双光子矢量模型模拟了混沌非稳态ISI光与集体非线性原子响应的相互作用，并研究了近共振效应对光谱展宽的影响。
关键词： 自相位调制、激光等离子体不稳定性、负非线性折射率、KrF激光器、光谱展宽、氙气
更新于2025-09-16 10:30:52
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非线性光纤光学 || 自相位调制
摘要： 我们首先关注的非线性效应是自相位调制（SPM），这是一种导致光脉冲频谱展宽的现象[1-9]。SPM是连续波束在n2>0的任何非线性介质中发生自聚焦的时间类比。该现象最早于1967年在CS2填充池中传播的光脉冲瞬态自聚焦研究中被观察到[1]。到1970年，通过使用皮秒脉冲已在固体和玻璃中观测到SPM。光纤中SPM的最早记录是在芯层充满CS2液体的光纤中实现的[7]。这项工作推动1978年对石英芯光纤中SPM开展了系统研究[9]。本章将SPM作为光纤内可能发生的非线性效应的简单示例进行研究。第4.1节专门讨论纯SPM情况（忽略群速度色散效应，重点关注SPM引起的频谱变化）。第4.2节讨论群速度色散与SPM的联合效应，着重分析SPM诱导的频率啁啾。第4.3节介绍两种解析技术并用于近似求解非线性薛定谔方程。第4.4节将分析扩展至包含自陡峭等高阶非线性效应。
关键词： 群速度色散、自陡峭效应、光谱展宽、光脉冲、频率啁啾、自相位调制、非线性效应、非线性薛定谔方程、自相位调制
更新于2025-09-12 10:27:22
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分子氮离子中超快激光脉冲的剧烈光谱展宽 <sup>*</sup>
摘要： 我们研究了氮分子与由强800纳米激光脉冲和弱400纳米激光脉冲组成的双色激光场的非线性相互作用。结果表明，当两束光时间重叠时，400纳米脉冲的光谱显著展宽。相比之下，虽然氩原子和氮分子具有相近的电离势，但氩气中的光谱展宽较不明显。我们揭示这种显著的光谱展宽源于400纳米脉冲与氮分子离子相互作用处于近共振条件时非线性光学效应的极大增强。
关键词： 双色激光场、光谱展宽、非线性相互作用、氮分子离子
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 单畴KTiOPO<sub>4</sub>中1μm飞秒脉冲的孤子自压缩与光谱展宽
摘要： 基于镱(Yb)增益介质的1微米波段高效二极管泵浦高能飞秒激光系统已实现商业化应用。但由于增益带宽限制，此类激光器产生的脉冲宽度显著长于钛宝石系统。因此，开发一种能量可扩展的1微米波段脉冲自压缩方案对时间分辨泵浦-探测光谱、高次谐波产生等众多应用具有重要价值。气体细丝非线性传播过程中的自相位调制常被用于脉冲自压缩[1,2]，但这类方案通常需要庞大装置并严格控制群速度色散。前人理论研究表明气态拉曼活性分子可用于中红外脉冲压缩[3]。本研究利用光学脉冲与磷酸氧钛钾(KTP)晶体中声子极化子的强相互作用实现1微米飞秒脉冲自压缩[4]。实验装置采用1030纳米飞秒泵浦激光器，经f=150毫米透镜松散聚焦，在10毫米长、5毫米厚的单畴KTP样品中形成1/e2半径160微米的束腰（光束沿晶体c轴偏振）。图1(a)展示了晶体焦点位置对输出光谱的影响（输入脉冲为光纤系统产生的300飞秒半高全宽脉冲），当焦点位于晶体入口附近时获得最宽光谱。我们通过时间分辨数字全息术[5]验证了光脉冲在晶体传播过程中与声子极化子的耦合效应，并采用定制d-scan装置[6]对商用固态激光系统产生的173飞秒半高全宽脉冲进行表征实验，该装置包含覆盖图1(a)光谱范围的啁啾反射镜。
关键词： 飞秒脉冲、磷酸氧钛钾、光谱展宽、孤子自压缩、声子极化激元
更新于2025-09-11 14:15:04
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Ib型合成钻石的高压高温(HPHT)与低压高温(LPHT)退火比较
摘要： 比较了在稳定压力（高温高压退火）下1870°C退火的Ib型合成钻石与常压氢气环境（低压高温退火）中的缺陷转变。退火前后样品的光谱数据证明，两种情况下氮原子聚集和氮-镍复合物形成的过程相似。高温高压与低压高温退火的主要差异在于：后者在宏观缺陷处出现更强的石墨化现象，且点缺陷周围的晶格畸变更显著。通过"软"（空位相关）光学中心零声子线的明显展宽可观察到点缺陷周围的晶格畸变。研究发现，低压高温退火可能增强高温高压合成钻石的整体发光强度。
关键词： 氮聚集、石墨化、低压高温退火、合成Ib型钻石、光谱展宽、高压高温退火
更新于2025-09-10 09:29:36
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中红外波段光弹光谱短波展宽中的多光子电离作用
摘要： 首次研究了熔融石英和氟化物中，波长可在中红外宽波段调谐的飞秒辐射成丝过程中光子弹光谱超连续谱反斯托克斯翼的短波截止特性?；诠庾拥笱毓獬∠辔蛔缘髦频贾碌亩喙庾拥缋牍讨械壤胱犹宀⒌墓馄渍箍恚岢隽斯庾拥馄仔纬傻奈锢砟Ｐ?。该模型推导出了短波截止波长偏移量随多光子阶数变化的函数关系，且与实验结果相符。
关键词： 超连续谱、光子弹、光谱展宽、多光子电离、中红外波段
更新于2025-09-04 15:30:14