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2006年强场激光物理研讨会

召开年：2006
召开地：厦门
出版时间： 2006-11-03

主办单位：中国高等科学技术中心

会议文集：2006年强场激光物理研讨会论文集

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1.开槽的激光束中的电子俘获加速通道
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：采用三维粒子模拟，发现在一束真空中被开了槽的激光束中存在电子俘获加速通道。在这个通道中电子能够被俘获加速到GeV的高能，而采用的激光强度却相对较弱(a0≡eE0/(meωc)=10，其中，-e、me是电子的电量和质量，ω是激光的圆频率，E0是激光场焦点的电场强度振幅)。还发现能够被俘获的入射电子能量范围很宽，甚至达到GeV,这些结果对激光加速实验很有意义，因为a0=10是目前CPA技术能够达到的，而入射的能量范围宽意味着采用这一机制的多级加速成为可能。
2.双色场中高次谐波转化效率提高的数值研究
- 张春丽;祁月盈;刘学深;丁培柱
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：本文采用渐近边界条件和辛算法数值求解了双色激光场与模型P(o)Schl-Teller势相互作用的含时Schr(o)dinger方程的无穷空间初值问题，计算了电离几率、电子平均位移、高次谐波与跃迁几率;数值结果显示，添加6倍频光的双色激光场使高次谐波转化效率极大提高。本文通过数值计算精细地研究了添加适当倍频光的双色激光场使高次谐波转化效率极大提高的原因。基于高次谐波的三步模型[1]，电子平均位移曲线从零经峰(谷)值回到零相应于完成一次三步过程。rn 本文比较了基态、第一激发态的布居几率演化曲线与电子平均位移曲线，从中看到。基态、第一激发态布居的一次振荡正好(对应电子从零经峰(谷)值回到零。)完成一次三步过程。数值结果显示，1)双色场中基态、第一激发态布居几率振荡次数较单色场高出十几倍:2)双色场中基态、第一激发态布居几率振荡的幅度远大于单色场中的振荡幅度，故而从连续态跃迁回到束缚态发射高频光子的几率远大于单色场。本文计算了从相应的连续态跃迁到各个束缚态而产生12倍、13倍和14倍入射激光频率的高次谐波的几率和，双色场比单色场提高了5×102倍，与算得的谐波平台提高情况一致。rn 本文的数值研究，再一次证实了文[2][3][4]等的定性解释；本文还进行了精细地数值研究，精确地分析了添加适当倍频光的双色场使高次谐波提高几个数量级的原因:进一步说明了三步模型对研究强激光场原子物理是重要和基本的。
3.采用空心光纤技术获取周期量级飞秒脉冲的实验研究
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：周期量级飞秒脉冲作为自然界中超快过程研究的重要手段引起了越来越广泛的关注。目前主要依靠通过充气空心光纤或成丝技术产生超宽带光谱，并对脉冲的位相进行精确补偿来获取周期量级光脉冲。将充气空心光纤技术与成丝技术相结合，采用大芯径空心光纤束缚强飞秒激光脉冲在高压强惰性气体中产生的成丝。实验分析了自由成丝状态和空心光纤束缚成丝时的光谱差别，并研究了自由成丝状态下，输入脉冲能量对成丝光谱展宽的影响，以及有空心光纤束缚时，输入脉冲能量、空心光纤所处成丝位置以及空心毛细管芯径等参数对光谱展宽的影响。利用空心光纤作为探测器，在强飞秒激光在氩气中成丝的条件下，研究了成丝不同部位的光谱变化，进而推断成丝范围内的时域脉冲变化。此外，将进一步采用内壁镀膜空心光纤和剃度气压来进一步减小损耗并扩展光谱。在相关实验的基础上，今后合理选择空心光纤的结构参数和气体参数以使得在高能量下，仍保持良好的光斑模式输出和光谱展宽，为进一步压缩并获取高能量周期量级光脉冲奠定基础。
4.采用液晶空间光调制器抑制啁啾脉冲放大中的光谱窄化效应
- 陈盛华;张志刚;邢岐荣;王清月
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：飞秒激光啁啾脉冲放大技术是产生超短、超强激光脉冲的重要手段，但是由于放大系统的增益很高，放大过程中的光谱窄化现象严重制约着获得小于30飞秒的激光脉冲。首先分析了啁啾脉冲放大系统中的光谱窄化效应，讨论了抑制光谱窄化效应的有效方法，提出了采用液晶空间光调制器振幅整形的方法控制种子脉冲的光谱形状，使其中心波长处的光强弱于两侧的光强，光谱呈马鞍状，从而抑制脉冲经过放大器时的光谱窄化效应。实验中液晶空间光调制器放在4f系统中，通过控制每个像素上的电压，进行振幅调制，可获得所须任意光谱形状，这对抑制放大系统的光谱窄化效应具有重要作用。
5.电场的不对称性对非序列电离的影响
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：首先介绍强场中原子双电子电离的研究进展，主要讨论非序列双电子电离。对于非序列双电子电离目前存在多种解释模型，其中“rescattering”模型是最重要的模型之一。利用“rescattering”模型解释强场中原子的双电子电离与实验吻合得很好。采用半经典“rescattering”模型研究了非对称电场产生的非序列双电子电离特征，分析双电子电离结果并给以解释。
6.飞秒强激光脉冲与氢团簇喷流相互作用的团簇尺寸效应
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：本文根据团簇陡直电离(CVI)模型和团簇势垒抑制电离(CBSI)模型，研究了氢团簇喷流与飞秒强激光脉冲(65fS，1×1016Wcm-2)相互作用过程中团簇尺寸分布(log-normal)对质子能谱的影响，给出了一种团簇尺寸大小的标定方法，进而结合团簇尺寸的瑞利散射诊断结果研究了质子能量随团簇半径平方的变化关系。通过对实验质子能谱的拟合给出了氢团簇喷流中团簇尺寸分布随气体背压的变化趋势。需要指出的是。高气体背压时的团簇尺寸分布宽度变窄这一反常结果有待进一步研究。
7.偏压电荷收集器设计
- 段晓礁
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：为对超短超强激光与等离子体相互作用产生的质子束流进行测量，需要同时使用Thomson质谱仪和偏压电荷收集器(偏压法拉第筒)。偏压电荷收集器主要用于测量束流强度，结合飞行时间法可估计能量分布情况。本文介绍了剥离低能中和电子、抑制二次电子、空间电荷效应等偏压电荷收集器的设计主要考虑的因素，并就其设计参数进行分析。
8.超短超强激光与固体靶相互作用产生最大能量质子来源
- 黄永盛
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：近二十年，功率密度为1018W/cm2或更高的超短超强激光与物质相互作用产生高质量的离子束团成为国际研究的热点与难点。本文试图从各种加速机制相互耦合的角度探求最高能量质子的可能来源。
9.超短超强激光作用下电子振荡所导致的谐波辐射的频谱特性
- 田友伟;余玮;陆培祥;徐涵;王鑫
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：采用单电子模型研究了飞秒脉冲激光作用下电子振荡导致的谐波辐射频谱的特性。研究发现随着激光强度的增加，电子在激光场中运动的相对论效应可以导致谐波辐射，并且发现谐波辐射频谱随着激光强度的增加发生了展宽和红移。这一效应可以定性解释相对论强激光和等离子体相互作用产生的谐波辐射的展宽和红移现象。
10.量子点的三维取向探测
- 王金媛;王琛;付国;刘力;王桂英
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：采用了一种新方法来获取量子点的三维取向:在玻片上滴加量子点。用488nm的圆偏振激光激发。在成像面前加上偏振片，旋转偏振片方向，使得在CCD上分别成两个偏振方向垂直的像。分别记录落射式和全内反射式照明时的光强。根据两组光强的比值得出单个量子点的三维取向。
11.一维联合双原子在组合激光脉冲作用下的超高次谐波发射
- 郭福明;杨玉军;朱颀人
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：近些年来，在理论上，人们从未停止探求用激光辐照联合双原子获得高于，1p+3.2Up的超高次谐波的可能性。如用某一激光脉冲辐照保持某一特定距离的原子A和B，B中的电子在激光中电离出来后在场的策动下运动到A原子(或离子)，如与之复合就能够发射出高于1p+3.2Up的超高次谐波。但是，迄今为止，这个想法依然未能得到实验的支持。rn 目前，人们对这一现象的解释是，既然该机理下的超高次谐波是电子电离后运动到非母离子并与之复合而发射的，那么外来电子在将与非母离子复合时必将受到该非母离子本身电子的排斥，导致复合效率下降，因而超高次谐波发射效率极低。rn 然而，通过反复认真地考察发现，造成超高次谐波发射效率极低的主要因素除电子间的排斥作用外，更重要的原因乃是在通常情况下外来电子在非母离子中没有布居。rn 在本文中提出了一个有效解决这个难题的方案，将它称之为“特洛伊木马”，从而大幅度提高了超高次谐波的发射效率。
12.用于PW激光系统的两种前端OPCPA预放大系统
- 刘红军;王红英;李晓莉;王屹山;赵卫;陈国夫
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：本文报道了工作波长分别在800nm和1053nm的两种毫焦量级OPCPA放大系统。两种系统都采用以BBO为参量晶体的两级非共线OPA放大方案，采用调Q单纵模Nd：YAG倍频激光器输出的脉宽6ns的532nm脉冲光作为抽运光，通过单脉冲选择器和脉冲同步时间延迟发生器的组合来实现抽运光脉冲和信号光脉冲之间的精确时间同步。对于800nm的OPCPA系统，实验获得了3mJ的放大信号光脉冲能量输出，输出能量稳定性优于3％rms,对于1053nm的OPCPA系统，采用自行研制的去掉腔外色散补偿压缩系统的8字形腔被动锁模掺镱光纤激光器输出作为种子信号光，实验获得了6mJ的放大信号光脉冲能量输出,稳定性优于2％rms。这两种OPCPA系统可以作为高信噪比拍瓦超短超强激光系统的前端预放大系统。
13.超短脉冲激光三维光数据存储技术研究
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：本文介绍了超短脉冲激光三维高密度光数据的写入技术、数据读出技术、脉冲激光调制技术、以及编码和读出信号的数据处理技术，总结了各种写入和读出技术的优缺点，分析了超短脉冲三维光存储技术的主要单元技术和发展趋势。
14.叠加初态高次谐波发射的脉冲效应及应用
- 杨玉军;朱颀人
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：本文研究原子初始状态为体系的基态和一个较低激发态，在不同激光脉冲作用下的谐波发射。发现在给定激光场强的条件下，叠加态谐波发射谱与基态谐波谱相比，对于不同时间长度的激光脉冲，其转化效率均有提高。随着激光脉冲时间尺度的减小，谐波的转化效率提高的范围向高能端扩展，提高的幅度逐渐增加。该现象可以归结为电子在基态和激发态电离速率差别和电离后电子所能感受的即时场强不同。利用叠加初态和啁啾脉冲可以大幅度扩展高次谐波发射平台，获得高效单阿秒脉冲。
15.超强超短激光脉冲驱动等离子体电流产生强THz电磁辐射
- 胡强林;刘世炳
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：揭示了一种由超快强激光脉冲在等离子体中驱动超伙脉冲电流通过Chercnkov效应产生强太赫兹电磁辐射的方法。通过数值汁算的方法分析了辐射脉冲波形、频带以及对激光参数的依赖关系；讨论了这种机制下产生太赫兹辐射的条件和辐射的角度关系。
16.紧聚焦飞秒激光在透明电介质中的非线性传输
- 蒋红兵;刘一;龚旗煌
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：系统研究了紧聚焦条件下飞秒脉冲在透明电介质中的传输。对传输过程中等离子体密度和电子碰撞时间等参数进行了测量，为理论计算时使用的电子碰撞时间提供了依据，为理论计算预言的等离子体密度进行检验提供了数据。研究了等离子体密度与脉宽能量的关系，从理论和实验上证明只有超短脉冲才能产生折射率调制结构。计算了脉冲功率低于自聚焦阈值时脉冲的传输，发现仍然有再聚焦现象，这是由于等离子体自散焦造成的电场管状分布产生的电子密度管状分布引起的。还对传输过程中的脉冲自压缩进行了研究。
17.超强超短脉冲激光场下分子动力学行为的含时理论研究
- 王传奎;孟庆田
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：本文介绍了超强超短脉冲激光场下分子动力学行为的含时理论的研究背景，阐述了分子多光子电离的含时波包动力学的基本原理，并就其主要研究成果进行总结。
18.利用静电场研究非对称场中非序列电离过程
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：原子在强激光场中的电离过程是强场物理非常活跃的研究领域，特别是多电子的电离过程，因其丰富的强场现象，引起广泛的关注和深入的探究。以He原子为例，当激光场强低于1014W/cm2时发生单电子电离，激光场强达到lO15W/cm2时一价He离子发生电离。产生二价He离子。这个过程称为序列电离，对应的电离几率可以采用单电子近似理论进行预测，预测结果与实验值符合得很好。然而，激光场强处于1014W/cm2～1015W/cm2之间时，He原子第二个电子电离儿有气体原子也存在类似的实验结果,这种实验现象是序列电离理论无法解释的,所以人们称这种电离情况为非序列电离。
19.飞秒PW级超强超短激光系统研制
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：基于钛宝石晶体和啁啾脉冲放大技术。通过发展放大器寄生振荡抑制、高阶色散主动补偿、泵浦强度优化和光斑分布均匀化等关键单元技术，实现了高增益激光放大和高能量脉冲压缩，获得了25.8J/29.0fs/0.89Pw的超强超短激光脉冲输出。
20.低密度光栅的飞秒信息处理技术
- 周常河
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：汇报了首次采用低密度光栅的飞秒信息处理技术的最新进展。首次提出采用达曼光栅和补偿光栅的大规模飞秒分束的技术；首次提出采用三个光栅的飞秒测量技术，并且搭建了有实用前景的装置；首次提出并用实验证明了双倍密度光栅的飞秒压缩技术，其优点是小巧紧凑，可能替代庞大棱镜对装置。将达曼光栅引入到飞秒信息处理技术中，发展了一系列的新技术，这对飞秒技术的发展是有意义的。
21.飞秒激光双光子聚合特征尺度的研究
- 李焱;亓凤杰;谭登峰;刘大勇;杨宏;龚旗煌
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：更小的特征尺度一直是飞秒激光双光子聚合追求的目标，人们进行了大量研究。对经常使用的SCR500树脂，人们获得了120nm的特征尺度，通过掺入淬灭剂，又将特征尺度降到65nm。如果不掺入淬灭剂，用SCR500实现双光子聚合，其最小特征尺度可以降到多少?本文通过提高扫描速度和采用二次聚合，将特征尺度降到25nm以下，这种方法将可以用来制备高精度三维纳米聚合结构。
22.飞秒激光微细加工技术在MEMS及微光学元件中的应用
- 翟晓敏;黄文浩
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：飞秒激光双光子微细加工技术以其特有的高精度三维柔性加工优势，在MEMS器件及微光学器件加工中有着广泛的应用前景。阐述了飞秒激光双光子加工技术的原理和特点。介绍了用自行研制的飞秒激光双光子微细加工系统加工出的一套可动的MEMS器件--齿轮轴系统、光驱动微型转子、微光学透镜阵列及木堆型光子晶体。并对飞秒激光双光子微细加工技术的应用前景进行了展望。
23.强激光场中阈上电离的光电子角分布研究
- 白丽华;张敬涛;徐至展;郭东升
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：采用非微扰量子散射理论。研究了氢原子在线偏振强激光场中阈上电离的光电子角分布，验证了Nandor等人的实验观测:对一组连续的阈上电离峰，当多吸收一个光子时，jet结构数增加一个。并发现，当多吸收一个光子时，jet结构数还可能增加三个，光电子角分布中的jet结构与光电子角动量无关。
24.激光等离子体相互作用下离子加速的几点注记:冲击波加速、鞘层加速以及标度律
- 谢柏松
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：给出了激光等离子体相互作用下有关离子加速的一些评注。特别是冲击波加速、鞘层加速以及标度律等。基于冲击波和鞘层联合加速提出了一个简单的模型。得到了离子最大能量与激光参数(如激光功率和脉冲长度)和等离子体参数(如等离子体密度)的标度关系:Eion,ax ∝ PL7/12,Eion,ax ∝ TL1/3和Eion,ax ∝ne2/3并与其他人的工作进行了比较,对所得结果的意义、模型的缺陷和一些未解决的问题进行了讨论。
25.高能量单周期脉冲产生的若干技术方案的考虑
- 张志刚
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：产生阿秒脉冲的主要方案利用高能量周期量级脉冲在惰性气体中产高次谐波。如果激光脉冲的载波包络位相是可控的，就可能产生单个阿秒X射线脉冲。因此，载波包络位相控制的高能量周期量级脉冲的产生就成为非常重要的研究课题。本文比较分析了利用固体介质来展宽光谱并补偿色散压缩脉冲、利用空心光纤与气体成丝的方法展宽光谱、利用二阶级联非线性效应压缩脉冲等产生单周期脉冲的几种技术方案。
26.飞秒激光制备的纳米结构及其超快光电响应研究
- 赵福利;贾天卿;黄敏;陈洪新;吴晓君;徐至展
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：本文通过不同偏振态的飞秒激光作用在SiC，ZnSe等材料上进行了纳米材料的制备研究。实验结果为:800nm和400nm的单偏振飞秒激光在6H—siC上可以产生纳米阵列结构，阵列周期分别为160nm和90nm；同时加载波长为800nm和400nm相互垂直的线偏振的飞秒光脉冲，根据二者的不同光强比，在ZnO和CdS上获得不同取向的纳米阵列结构。阵列周期常数与偏振光强比相关；加载圆偏振飞秒脉冲在6H—SiC上获得了纳米颗粒结构。本文还针对znSe材料的超快光电特性进行了泵谱一探测偏振差分探测，发现含有纳米结构的ZnSe的光电响应的频谱较体材料ZnSe的光电响应频谱向高频方向移动，并出现了新的谱带结构，响应速率达到Thz量级。
27.等离子体频率的相对论效应对脉冲激光传播的影响
- 胡星航;邱锡钧;朱志远;晋兴雨
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：超强脉冲激光将导致等离子体中电子的集体震动频率产生相对论性变化，激光在等离子体中传播的色散关系随之改变。计算结果表明，随着入射激光强度的增加，等离子体频率的相对论性变化会导致激光在等离子体中传播的距离增加。
28.双脉冲高次谐波实验
- 熊辉;曾志男;郑颍辉;李儒新;徐至展;彭滟;杨旋;曾和平
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：将一个45fS的长脉冲和7fS的短脉冲组合起来，产生XUV(extremeultraviolet)连续谱用于阿秒脉冲的产生。长脉冲提供了主要的能量，而短脉冲提供了时间约束。这为高能量的阿秒脉冲产生提供了一条新的途径。用实验证实了合成脉冲产生阿秒脉冲的可能性，获得了高次谐波在截止区附近的增强以及超连续谱的产生。
29.用钛宝石再生放大器产生100MHz啁啾脉冲列
- 冯伟伟;林礼煌;王文耀
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：针对啁啾脉冲放大技术建成的钛宝石激光装置，提出一种获得高重复率激光脉冲列的方法。通过改变钛宝石再生放大器中泡克耳斯盒电光开关的传统工作模式,使得腔内放大的脉冲从某特定时刻起，每当在腔内往返一次就以一定的倒出比例(倒出率)倒出腔内脉冲能量的一部分，从而可以在有限的时间段内产生高重复率的啁啾激光脉冲列。在泵浦功率为35mJ、倒出率为1/2的实验条件下，通过腔外的脉冲数量选择器。在一个泵浦周期内的有限时间段内已获得了14个幅度相近、单脉冲能量约为0.02mJ、重复率为100MHZ的啁啾脉冲序列。从此啁啾脉冲列中选取数个脉冲，通过10TW级的激光系统放大和压缩，已获得100MHz重复率的飞秒太瓦级脉冲列。
30.光丝中飞秒脉冲的超连续谱及其应用的探索研究
- 李海宁;张丽平;吴宏;李贤;丁良恩;徐晗;曾和平
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：对超强飞秒激光在空气和Ar气中传输形成等离子通道产生的超连续谱进行了系统研究。等离子通道形成的主要原因普遍认为是由于克尔效应自聚焦以及激光束衍射和等离子体散焦作用达到了动态平衡。利用TSA系统产生的激光通过焦距50cm的凹面镜聚焦进入充有2.3个大气压的Ar气样品池，产生了长约lm的光丝，观察到明显的白光，光谱范围从250nm到大于1100nm，三次谐波淹没在超连续谱中。光斑经过棱镜色散，观察到类似于X波的条纹。研究了不同啁啾、不同能量、不同压强条件对超连续谱的影响。同时，对空气不同啁啾条件下产生的超连续谱进行了研究，发现其中三次谐波的中心和宽度发生明显的变化。
31.激光二极管抽运的Yb:GSO飞秒激光器
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：报道了激光二极管抽运的以掺Yb介质硅酸钆晶体为增益介质的飞秒激光器。GSO基质的低对称晶体结构更有利于Yb3+的能级分裂，Yb:Gd2SiOs(Yb:GSO)中Yb3+基态2F7/2能级分裂幅度达到1076cm-1，是迄今发现的具有最大能级分裂的掺Yb材料之一。在抽运功率为3.9 W时，得到396 mW的连续锁模激光输出，重复频率为99 MHz。连续锁模的中心波长为1031nm，半高宽为4.6 m，相应的脉冲宽度为343 fS。
32.一维等离子体光子晶体的能带特性
- 银燕;卓红斌;徐涵;马燕云;常文蔚
- 《2006年强场激光物理研讨会》 | 2006年
摘要：本文用传输矩阵法求解了1DPPBG的能带图，得到了垂直入射高频禁带、TM模低频通带、带边群速度为0等有意义的物理结果。特别的用1DPIC++程序模拟了。TM模低频通带的现象，模拟和理论预测符合得很好。