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用于暖密物质X射线吸收谱测量的平场软X射线谱仪
摘要： 一款工作于250-1240电子伏特能谱范围的平场软X射线光谱仪被设计并建造，用于研究温稠密物质与高能量密度等离子体物理。该仪器采用掠入射环形镜作为聚焦光学元件，配备2400线/毫米的像差校正变线距凹面光栅作为色散元件，并使用电荷耦合器件作为X射线探测器。通过高功率激光等离子体源和X射线自由电子激光源对色散性能与能量分辨率进行标定，在整个能谱范围内实现了超过370的分辨能力。从激光产生的铋等离子体中测量到250-1000电子伏特范围内的超宽带光谱，经10次脉冲平均后获得130的信噪比。这些结果表明该光谱仪具备开展温稠密物质与高能量密度等离子体单激光脉冲实验的能力。
关键词： 软X射线谱仪、激光等离子体、温稠密物质、X射线光谱学、高功率激光器
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过薄箔靶对产生测量激光峰值强度
摘要： 已知在小量子参数范围内，Breit-Wheeler电子-正电子对产生截面对光子能量和背景场极其敏感。我们通过解析理论和粒子模拟方法，展示了激光-箔片相互作用中正电子产额随激光强度的变化关系。这些粒子以相对较窄的锥角范围发射，方向接近垂直于激光束轴线。这使得在采用拍瓦级激光器的实验中，可以通过测量正电子流来建立原位强度诊断方法。
关键词： 高功率激光器、等离子体中的量子电动力学、激光强度诊断
更新于2025-09-23 15:21:01
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电子束与高强度激光相互作用中的辐射反应
摘要： 由电磁场加速的带电粒子会辐射能量，根据动量守恒定律，这种辐射必然对发射粒子的产生反冲作用。这种被称为辐射反应的反冲力，会显著影响超高相对论性电子在强电磁场中的动力学行为。此类环境在天体物理中普遍存在（例如中子星磁层），也将在下一代高强度激光装置的激光-物质实验中人工实现。在这些场景中，单个辐射光子的能量可能与发射粒子的能量相当，这就不仅需要建立辐射反应模型，还必须考虑量子辐射反应模型。全球范围内多拍瓦级激光系统在大科学装置中的发展，以及这些系统有望产生聚焦强度超过10^23 W/cm2的前所未有的强电磁场，重新激发了学界对这些效应的研究兴趣。本文综述了通过超高相对论性电子束探测高强度激光场中辐射反应及其量子效应的理论与实验进展，重点探讨解析和数值方法如何揭示新型辐射反应诱导动力学，以及如何在现有激光装置实验中研究相同物理机制。
关键词： 激光尾波场加速、辐射反作用、同步辐射、粒子模拟、强场量子电动力学、高功率激光器
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用多自由度光纤滤波器抑制偏振模色散引起的幅度调制
摘要： 高功率激光器光纤中的偏振模色散（PMD）会引发显著的频率调制到幅度调制（FM-to-AM）转换。然而现有技术缺乏足够的灵活性来实现此类FM-to-AM转换的有效补偿。通过分析PMD导致的非均匀透射光谱，我们发现透射光谱的大尺度包络对AM量级的影响更为严重。为抑制PMD引发的FM-to-AM转换，我们提出一种基于半波片、向列相液晶和轴旋转保偏光纤的新型多自由度可调谐光谱滤波器。该滤波器的峰值波长、自由光谱范围（FSR）和调制深度相互解耦且可独立控制，这一特性已通过仿真与实验验证。将该滤波器用于高功率激光装置前端对PMD诱导的FM-to-AM转换进行补偿，结果表明：对于22.82GHz相位调制频率的脉冲，可在短时间内将FM-to-AM转换从18%降至3.2%，并维持3小时内低于6.5%。该滤波器在需要灵活光谱控制的其他应用（如光通信网络高速信道选择）中也具有应用前景。
关键词： 激光设施、激光系统、优化、高功率激光器、激光设施与工程、先进激光技术与应用、光纤激光器及其应用、建模、设计
更新于2025-09-23 15:21:01
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专为高温运行设计的高效高亮度宽面激光二极管
摘要： 专为高温运行设计的高效高亮度宽面激光二极管。半导体激光二极管作为适用于高温环境的高效高功率激光光源的优势。无论是单发射器还是激光棒形式的半导体激光二极管，都是直接材料加工以及光纤和固态激光器光泵浦的理想光源。这类激光二极管具有高光学输出功率与效率、长寿命、低维护成本等特性，因而拥有成本低廉。为提升高功率激光二极管的适用性并扩展其应用范围，需要在保证激光性能与寿命不受影响的前提下放宽冷却要求。因此，通过外部资助和内部资助的研究项目，业界正大力推动此类半导体激光二极管的最高允许工作温度向更高水平发展。
关键词： 效率、半导体激光二极管、高功率激光器、亮度、高温工作
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光材料加工与合成的最新进展
摘要： 如今，高功率激光器已成为焊接、切割、雕刻或钻孔等众多材料加工领域不可或缺的工具。没有它们，许多工业生产流程将无法实现。在工业4.0时代，随着智能生产系统与先进信息技术的融合，激光辅助材料加工与合成技术将愈发重要。凭借高产能、卓越精度与效率，以及加工产品的高品质，激光技术正逐步成为未来最重要的加工制造途径之一。通过调节波长或脉冲持续时间等激光参数，可处理包括金属、聚合物、陶瓷及其复合材料在内的多种材料类型。加工所需能量可在局部区域精准供给，对周边部件的热传递几乎可以忽略。得益于这些独特特性，激光作为材料加工工具的新应用不断涌现，增材制造、表面结构化、材料沉积及纳米粒子合成等新兴领域正拓展着激光的应用疆界。
关键词： 纳米粒子合成、激光材料加工、激光合成、增材制造、高功率激光器
更新于2025-09-23 15:19:57
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[美国激光学会ICALEO? 2015：第34届国际激光材料加工、激光微加工与纳米制造大会 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2015年10月18-22日）] 激光与电光应用国际大会 - 新一代高功率反射式聚焦光学系统（HPRFO）
摘要： 随着高功率激光市场的持续增长，对能够承受激光焊接固有严苛环境的高性能光学解决方案的需求也在同步上升。EWI不断突破高功率光学器件的设计极限，其产品可长期承受20千瓦及以上激光功率。EWI第二代高功率反射式聚焦光学器件（简称HPRFO2）采用专利气动窗口实现关键部件内部防护，改进了工艺废气?；すδ懿⒂呕斯馐渎肪?。长焦距设计在不影响焦点尺寸的前提下，将核心光学元件与恶劣焊接环境隔离。首代HPRFO的公开测试结果显示其焦点偏移量极小，远超市售同类产品。本研究设计并测试了量产强化版本，在继承首代成功要素的同时融入实践经验改进：非对称非球面镜采用更浅的折叠角度（较原版HPRFO）、可适配的废气管理方案以及优化的热管理设计。HPRFO2初期测试展现出卓越性能与市售产品无可比拟的可靠性。
关键词： HPRFO，反射式聚焦光学元件，高功率激光器，热管理，气动窗口
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于高功率激光器的超高损伤阈值光学元件
摘要： 自发明以来，激光器的输出能量逐年递增。与激光能量的增长相比，光学元件的损伤阈值并未显著提升。因此高能激光系统中的光学元件尺寸持续增大。若能研发出更高损伤阈值的光学元件，这一局面或将彻底改变。本研究提出采用中性气体作为活性介质的高损伤阈值光学方案，实现了超过95%的衍射效率。经测量，该系统对6纳秒激光脉冲的损伤阈值为1.6千焦/平方厘米，当前光阑尺寸约为60平方毫米?；诖私峁?，我们预期通过直径1厘米的光学元件（由小于50毫焦的紫外激光驱动），有望实现对1千焦激光光束的控制，该方案在高功率激光应用领域展现出良好前景。
关键词： 损伤阈值光学、紫外激光、高功率激光器、衍射效率、中性气体
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用腔内可变形镜补偿高功率激光器中的热透镜效应
摘要： 热透镜效应会降低高功率激光器的光束质量并引发与设定点相关的扰动。由于这些效应无法在谐振腔外进行校正，因此采用腔内可变形镜具有合理性?；诟咚构馇缓途哂蟹植疾问娜哦Ｐ停颐峭频汲鲆恢掷肷⑹奔涔兰品桨浮＜诠庋低车姆窍咝蕴匦?，为构建有效的补偿机制，对扰动进行估计和预测至关重要。所提出的基于递归优化的方法能显式考虑输入约束条件。最后通过仿真实验验证了该抗扰控制方案的性能——该算法使反馈控制能耗降低90%以上，并改善了闭环系统的跟踪性能。
关键词： 机电一体化、高功率激光器、扰动估计、自适应光学
更新于2025-09-16 10:30:52
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研究等离子体中高功率激光相对论受激拉曼背向散射的高阶微扰方法
摘要： 研究了高功率线偏振激光脉冲在等离子体中的相对论受激拉曼背向散射（SRBS）。推导了相对论非线性和有质动力非线性共同作用下拉曼不稳定性的非耦合方程组?；谙喽月哿魈?麦克斯韦模型采用高阶微扰法，获得描述两束散射电磁波与修正等离子体波演化的一组耦合非线性方程。通过数值求解该方程组研究了SRBS过程的时间演化特性。结果表明：采用线性近似时无法准确体现相对论质量修正效应，会导致扰动电流密度与拉曼散射的过度估算。分析证实，在相对论条件下必须采用高阶微扰法才能获得可靠结果。
关键词： 受激拉曼散射、高功率激光器、相对论性等离子体
更新于2025-09-12 10:27:22