对耦合环形腔马赫-曾德尔干涉仪光脉冲瞬态响应进行了理论和数值研究.利用光束追迹法推导了脉冲传输的解析关系,并数值模拟了传输光场随时间的演化.输出脉冲形状可通过控制损耗进行调解,响应速度为皮秒量级.由于马赫-曾德尔干涉仪两输出端口的互补性,在输出端可同时实现光脉冲微分和积分操作.利用损耗控制机制,可实现单通道脉冲微分和积分操作转换.引入增益补偿损耗,可实现脉冲压缩及产生可调单一触发光脉冲.

对激光二极管端面抽运Tm,Ho∶YLF晶体声光调Q激光器的激光特性进行了研究。根据粒子跃迁和能量传递过程,在考虑能级传递上转换的前提下,建立了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的速率方程,得到了初始反转粒子数的解析表达式,分析了能量传递上转换效应对激光上能级反转粒子数的影响。在室温下实现了2 μm波长激光的脉冲输出。实验上给出并分析了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的平均输出功率、单脉冲能量和脉冲宽度随抽运功率以及声光Q开关调制频率的变化关系。在抽运功率为2.8 W,重复频率为9 kHz时,获得了平均输出功率为189 mW的激光脉冲,光光转换效率为6.8%。在重复频率为1 kHz时,得到最大单脉冲能量为65 μJ,峰值功率为0.17 kW。

对激光二极管端面抽运(Tm,Ho):YLF固体激光器的激光特性进行了研究.根据激光二极管抽运准三能级系统的特性,详尽地分析了能量在Tm3+离子和Ho3+离子之间的传递过程,给出了(Tm,Ho):YLF激光器准三能级的速率方程,对上转换及激光下能级粒子再吸收对激光二极管抽运(Tm,Ho):YLF激光器运转的影响进行了理论分析,得出了(Tm,Ho):YLF激光器的阈值抽运功率和斜率效率的解析表达式.同时对(Tm,Ho):YLF微片激光器的激光特性进行了实验研究,当保持晶体温度为19 ℃时,阈值抽运功率为425 mW,斜率效率为22.5%,最大光-光转换效率为17.4%,并且在将晶体保持在四个不同的温度下,给出了激光输出功率随抽运功率变化的实验结果.将理论与实验结果进行比较,发现吻合得比较好.

从速率方程理论出发,得到了抽运功率阈值和激光输出功率的解析表达式.通过钛宝石激光器抽运Tm,Ho:YLF微片,获得90 mW的2 μm波长激光连续输出.得到了抽运功率和输出功率之间的关系以及抽运光与振荡光之间的转换效率关系.同时也给出了温度对激光输出效率的影响.

在几何光学的近似下,通过简化模型研究了毛细管放电X射线在柱状长等离子体柱中的传播与增益过程,给出了径向电子密度抛物线近似下由等离子体侧面泄露的X射线的输出光强随偏转角的变化关系,并分析了它对光强分布及激光束形的影响.

利用北京计算数学与物理研究所编制的一维磁流体力学程序对毛细管放电条件下类氖氩等离子体进行了计算,给出了等离子体半径、电子、离子温度和密度等参数随时间的变化情况;并根据Cowan程序对类氖-氩原子参数的计算结果,讨论了在毛细管放电类氖氩等离子体中形成粒子数反转的可能性,以及光线在毛细管传播、放大的可能性.

通过钛宝石激光器泵浦Tm,Ho∶YLF微片,获得90mW的2μm波长激光连续输出.得到了泵浦功率和输出功率之间的关系以及泵浦光与振荡光之间的转换效率关系.同时也给出了温度对激光输出效率的影响.

对于电子密度和增益为抛物线分布的等离子体,在几何光学的近似下,通过简化模型研究了毛细管放电X射线在柱状长等离子体柱中的传播与增益过程,并给出了抛物线近似下X射线激光的输出光强随偏转角的变化关系及偏离轴向的折射角和折射长度.

对电子密度和增益为线性分布的等离子体,在几何光学的近似下,通过简化模型研究了X射线激光在柱状等离子体中的传播与增益过程,并给出了X射线激光输出光强随偏转角的变化关系及偏离轴向的折射角.

对于电子密度和增益为线性分布的等离子体,在几何光学近似下,通过简化模型研究了毛细管放电X射线在柱状长等离子体柱中的传播与增益过程,并给出了X射线激光的输出光强随偏转角的变化关系及偏离轴向的折射角.同时给出了X射线的饱和长度.