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Abstract
Shanghai Institute of Laser Plasma, CAEP, Shanghai 201899, People’s Republic of China
The use of broadband laser technology is a novel approach for inhibiting processes related to laser plasma interactions (LPIs). In this study, several preliminary experiments into broadband-laser-driven LPIs are carried out using a newly established hundreds-of-joules broadband second-harmonic-generation laser facility. Through direct comparison with LPI results for a traditional narrowband laser, the actual LPI-suppression effect of the broadband laser is shown. The broadband laser had a clear suppressive effect on both back-stimulated Raman scattering and back-stimulated Brillouin scattering at laser intensities below 1 × 1015 W cm-2. An abnormal hot-electron phenomenon is also investigated, using targets of different thicknesses.
Matter and Radiation at Extremes
2024, 9(1): 015602
强激光与粒子束
2023, 35(5): 052001
1 中国计量大学 光学与电子科技学院,杭州 310018
2 中国工程物理研究院 上海激光等离子体研究所,上海 201899
3 上海理工大学 光子芯片研究院,上海 200093
4 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
高效、高平均功率固体纳秒脉冲激光器在光电对抗、激光雷达、材料改性、激光加工等诸多领域发挥着越来越重要的作用,然而目前大多数纳秒级高平均功率激光器采用Yb:YAG或掺Nd材料作为增益介质,材料的高饱和通量或低储能密度会导致激光器放大链路复杂,体积庞大。研究比较了一种更适合作为高平均功率、高脉冲能量激光器增益介质的无序石榴石晶体Yb:CNGG,研究了有源反射镜结构中Yb:CNGG的多程增益特性,分析了放大过程并建立了多程放大模型,在一定的泵浦条件下优化了晶体参数以实现更好的储能。开展了双程放大实验,在15 kW/cm2的泵浦功率密度下得到了1.53倍的增益。对比Yb:CNGG晶体与Yb:YAG晶体的多程放大能力,在相同的晶体参数和泵浦条件下,在入射能量1 mJ时Yb:CNGG可实现2.11 J的脉冲能量输出,优于Yb:YAG晶体1.41 J的能量输出。
Yb:CNGG 激光放大器 多程放大 有源反射镜 激光二极管 Yb: CNGG laser amplifier multi-pass amplification active mirror laser diode 强激光与粒子束
2023, 35(3): 031003
1 中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
2 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所,上海 201800
定量分析光纤阵列位移及指向扰动偏差对合束激光光束质量因子M2的影响规律是实现合束激光光束质量有效控制的前提。根据衍射积分推导了紧凑型光谱组束系统中光纤阵列存在不同位移、指向扰动时合束激光的远场光强分布,利用Heisenberg不确定性原理推导出了合束激光光束质量因子M2的表达式。在恒定的子束数目下,分析了单路/多路光束分别存在位移、指向扰动偏差时合束激光光束质量因子M2的变化情况,并在一定的随机位移、指向扰动偏差下对不同子束数量的合束激光的光束质量因子M2进行了误差分析。结果显示:合束激光光束质量因子M2对沿光纤端面水平(x轴)方向的扰动量最为敏感,需要控制在微米量级;确定了光纤阵列的不同扰动量与合束激光光束质量因子M2之间的定量关系,给出了光纤阵列位移、指向精度控制要求;当参与合束的子束数量超过23束时,在特定的随机扰动量下,合束激光的光束质量因子M2的统计均值分别趋向各自的稳定值1.37、1.34、1.25,而标准差分别趋于0.05、0.06、0.04。
光纤光学 光纤阵列 光束质量 光谱组束 紧凑型组束系统
无锡学院电子信息工程学院,江苏 无锡 214105
碳化硅(SiC)雪崩光电二极管(APD)是一种独具优势的微弱紫外光探测器,其过偏压承受能力是确保器件可靠工作的一个重要因素。本工作设计并制备了穿通型SiC吸收层-电荷控制层-雪崩倍增层分离(SACM)APD。基于这种结构,器件电场从雪崩倍增层向吸收层扩展,从而减小了雪崩倍增层内电场强度变化率,最终将器件过偏压承受能力提高到10 V;得益于吸收层的分压,雪崩倍增层的电场强度得到有效降低,载流子隧穿可能性减小,这能够有效降低器件暗计数,从而有利于提高器件探测灵敏度;此外,设计的SiC SACM APD倾斜台面仅刻蚀到雪崩倍增层上表面,这能够让器件填充因子提高至约60%,显著改善了深刻蚀导致的传统SACM结构有效光敏区域减小的问题。
探测器 雪崩光电二极管 碳化硅 微弱紫外光探测器 暗计数 过偏压承受能力
二维有机半导体晶体是利用分子间的范德瓦耳斯力进行自组装生长的单晶材料。本质上的单晶属性使其具备优异的电学特性。更重要的是,二维极限下增强的界面特性能够大幅调控器件行为,为构建多功能界面器件提供可能。此外,充分暴露的电荷输运沟道和极少的晶面内缺陷能够为研究本征的有机电子输运特性创造可能。目前,对于二维有机半导体晶体的生长工艺研究已经取得了较大的进展,但是从理论层面上研究二维晶体生长的自组装过程仍然十分匮乏。本工作利用添加剂辅助结晶技术成功制备出二维有机半导体晶体,并通过偏光显微镜和原子力显微镜对二维晶体进行了全面的表面形貌和结构表征。通过SEM结合EDS技术对关键的形核界面进行了结构和组成的表征以研究晶体生长的机制。研究结果表明:在添加剂界面上,生长材料能够稳定形核,并计算出添加剂构建的有利界面能够将形核势垒降低为SiO2界面上的1/5。这项工作充分展现了生长界面对于晶体生长的关键作用,并从理论上揭示了界面的调控行为,为二维有机半导体晶体的生长工艺设计提供了可靠的思路。
二维有机半导体晶体 生长机制 界面调控 形核界面 形核势垒 界面接触角 two-dimensional organic semiconductor crystal growth mechanism interface regulation nucleation interface nucleation barrier interface contact angle
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031012
1 电子科技大学物理学院, 四川 成都 611731
2 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
高效宽带的三次谐波转换是激光惯性约束聚变驱动器的关键技术之一。超辐射光的宽带特性以及宽、窄带和频方案为这一研究提供了新的实现途径。本文基于超辐射光特性,建立了其三倍频过程数值计算模型,并分析了时间高相干基频光与超辐射倍频光和频的效率和光谱特性演化。与超辐射光直接三倍频相比,宽、窄和频方案能够有效地减小群速度失配对超辐射光三倍频效率的影响,可以将超辐射光三倍频效率提升至44%,输出三倍频带宽可达到1.9 THz,该结果可指导超辐射光三倍频系统的设计与相关实验研究。
非线性光学 超辐射光 非线性频率转换 群速度失配 中国激光
2021, 48(21): 2108001
强激光与粒子束
2021, 33(7): 071005
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201074