激光與飛秒超短脈沖激光

《激光與飛秒超短脈沖激光》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、激光與飛秒超短脈沖激光OnMay16,1960,TheodoreMaimaninventedtheworld'sfirstlaser,knownasthe"rubylaser”.2010—YearoftheLaserLaserfestisayearlongcelebrationofthe50thanniversaryofthelaser.Thelaserisoneofthegreatestinventionsofthe20thcentury—hasrevolutionizedthewaywelive.694.3nm激光發(fā)展史LASER---LightAmplificati

2、onforStimulatedEmissionofRadiation受激發(fā)射的光放大產(chǎn)生的輻射理論基礎1958年Townes、Schawlow提出（湯斯，巴索夫，普羅霍羅夫64年Nobel獎）（肖洛，布洛姆伯根，西格巴恩81年Nobel獎）第一臺激光器紅寶石激光1960年Mamain發(fā)明694.3nm激光器三個主要部分：增益介質(zhì)──激光工作物質(zhì)上能級粒子數(shù)反轉(zhuǎn)諧振腔──選模限制波形和提供反饋、增益穩(wěn)定振蕩泵浦源──提供能量1stLaserSystem-----RubyLaserT.H.Maimanetal,Phys.Rev.123(1961)1151-1157激光特性單色

3、性：有選擇反饋放大振蕩線寬窄He-NeDl/l=10-13;Kr86Dl/l=10-8方向性：諧振腔沿腔軸傳播的模式振蕩He-Ne2q=10-3rad相干性：單色性、方向性好相干性He-NeLc=107cmKr86Lc=10cm超強、超快性:脈寬4.0fs,光強度1021-22W/cm2H核對電子作用3.5?1016W/cm2紅寶石激光激光與現(xiàn)代科技近十三年,有七次Nobel獎與激光有關(guān)一)1997年激光冷卻和捕獲原子二)1999年超短激光觀測分子中間態(tài)過程三)2000年快速晶體管和激光二極管發(fā)明四)2001年激光和磁阱實現(xiàn)玻色_愛恩斯坦冷卻五)2002年大分子結(jié)構(gòu)解析法

4、中介質(zhì)輔助激光分析和飛行時間質(zhì)譜六)2005年精密激光光譜和光學頻率梳七)2009年光纖通訊激光與現(xiàn)代科技*物質(zhì)研究的基本手段高分辨率光譜（窄線寬）非線性光譜（高強度）超快光譜（飛秒脈沖）激光冷卻(97年NobelPrize)精密光譜(2005年NobelPrize)強場極端實驗條件*光電技術(shù)與信息科學光存儲技術(shù)光輸入/輸出設備光電顯示技術(shù)光通訊技術(shù)*激光與生命和健康DNA圖譜識別和控制光鉗技術(shù)---單個細胞行為研究激光手術(shù)刀光合作用、育種*激光與國家安全戰(zhàn)略武器化學激光戰(zhàn)術(shù)武器精確制導、至盲武器，夜視儀，防護鏡*激光與能源U235分離裂變ICF核聚變機載激光武器(ABL

5、)，ABL的目標是研制裝在經(jīng)過改造的波音747飛機上安裝激光武器，用于從高空攻擊敵方的戰(zhàn)區(qū)彈道導彈。激光分類：1、工作介質(zhì)氣體激光器：He-Ne,Ar+,CO,CO2,XeF,KrCl固體激光器:Ruby,YAG,YLF,Ti:Sapphire染料激光器:DCM,R6G半導體激光：GaN,GaAs自由電子激光：電子在周期靜磁場中通過相干輻射2、激光特性連續(xù)脈沖（調(diào)Q、鎖模）脈沖激光器進展60年代Q-Switching10-9s(ns)70年代Modelocking10-12s(ps)80年代CollidingPulseModelocking10-13s(sub-ps)80

6、年代后期KerrLensModelocking10-15s(fs)最短的激光脈沖為<4fs激光振蕩周期為T=2.7fs2001年——百阿秒脈沖獲得（x光波段）2008年——80阿秒脈沖獲得（x光波段）脈沖激光-----提供時間和功率極端實驗條件1872年，攝影師EadweardMuybridge首次拍攝到飛馳奔馬的運動（24部照相機，相隔1英尺，1/1000秒快門）。時間分辨測量二百年前$25000賭博——某一時刻，馬的四蹄是否同時離地？“過渡態(tài)”——馬騰空時刻“照相”技術(shù)——分辨測量1S200210-3S10-9S10-6S10-12S1fsblinking(10-1s

7、)DeepBlueclock(10-9s)lightning(10-4s)dissociation(10-13s)1、timeresolution——importantmeasureforsciencefstimeresolvednspsfsas光電管條紋相機光學相關(guān)法電子相關(guān)法光學相關(guān)法二次諧波法雙光子熒光克爾開關(guān)法高階相關(guān)法{相機等飛秒時間分辨測量1987年，Zewail完成第一個飛秒化學實驗fspump—probe:pump（強光）將ICN激發(fā)到解離態(tài)上probe（弱光）波長對應CN自由基的吸收excitation100