对纳秒级宽带KrF激光脉冲的时间整形进行了研究。采用受激布里渊散射(SBS)脉冲压缩KrF激光获得短脉冲,通过脉冲堆积获得KrF激光时间整形脉冲。利用激光放大器对整形脉冲进行放大,对KrF激光整形脉冲的形状影响较大。通过对放大前整形脉冲形状的调整,在放大后可以得到所需形状的整形脉冲,一次放大能量输出可达50 mJ,二次放大能量输出可达300 mJ。理论分析与实验结果一致。研究表明,短脉冲堆积和放大器放大的组合方案具有较强的整形能力。

采用无阶梯诱导空间非相干技术,对6束角多路高功率KrF激光中一束激光束进行光束平滑,用前端振荡器双程放大自发辐射(ASE)作为部分相干源,此部分相干光经过4f像传递,经电子束抽运预、主放大器放大,聚焦在靶上,靶上能量30 J/40ns,靶斑300μm,分布不均匀性σ≤1.4%.此外,通常23ns前端单束类高斯型脉冲经主振荡功率放大(MOPA)后脉宽展宽为50ns,采用增益饱和开关技术,压缩脉宽经主放后得到30 J/25ns脉冲.用此单束30 J/25ns平滑光束辐照飞片,焦斑直径～300μm,采用双层飞片(50μm Kapton膜+13μm Al),单晶石英靶片,飞片飞行距离(空腔距)～160 μm,用条纹相机对飞片撞靶速度进行了测量,得到飞片速度～8 km/s,与1-D HYADES流体动力学模拟相符.计算了靶中击波压力可大于1 Mboar(100 GPa).用建立的钛宝石,KrF混合型台面紫外高强度超短脉冲(440fs)激光系统,靶面聚焦强度达到1017W/cm2.用此装置进行束靶作用超热电子研究,研制了180°电子磁谱仪,用其直接测量超热电子谱,得到超热电子温度～81 kev.并用此超短脉冲注入电子束抽运KrF预放大器与主放大器得到8 J,皮秒级超短脉冲.并研究了能量信噪比随主放输入增大而下降的规律.

介绍了利用价格便宜的普通视频CCD来获取紫外激光和软X射线图像的方法和应用结果,以代替价格昂贵的紫外CCD、使用不方便的X光胶片或者昂贵的X光CCD,其关键点是:(1)去除CCD相机的自动增益校正;(2)将相机的校正系数γ值设置为1;(3)去除CCD相机前面的保护窗.作为一种简易的装置,可以用于紫外激光测量及激光与等离子体相互作用研究.结果表明,采用改造后的普通视频CCD测量紫外激光光斑,准确可靠,其灵敏度比科学级紫外CCD的低一个量级,它还可以测量软X射线的二维分布,作为X光针孔相机使用非常方便.

利用聚焦的后向拉曼过程实现高功率准分子激光的高效脉冲压缩.获得了15倍的脉冲压缩和17%的总体能量转换效率,在10 J抽运能量下最大获得1.7 J的压缩脉冲输出.对聚焦抽运方式抑制前向拉曼散射和提高后向光强增益的机理进行了探讨.

介绍了在天光一号MOPA光学角多路系统中,将6束KrF准分子激光引入靶室的方法以及聚焦系统的研制.用紫外CCD相机测得6束激光聚到平面靶上的焦斑直径为290μm,靶上的功率密度达到8×1012W/cm2.

光学角多路系统是主振功放(MOPA)装置的重要组成部分.它不仅连接着主振荡器、预放大器及主放大器三个KrF激光系统,而且起着压缩激光脉宽的作用.光学角多路能使主振激光脉冲在能量上得到足够的放大,并使泵浦预放、主放激光腔的电子束能量及其脉宽得到充分的利用.介绍了天光一号装置上MOPA光学角多路系统的结构,并结合多年来运行的实践,提出了若干优化措施.

电子束泵浦KrF激光器口径大、泵浦率高,可直接用于进行超短脉冲激光的放大.用天光一号电子束泵浦KrF激光器进行超短脉冲激光放大,将超短脉冲激光放大到2～3J、1.2ps, 激光功率达到2TW.测量了石英窗镜中的非线性吸收系数和超短脉冲激光脉宽的变化.