高功率激光装置中的片状放大器普遍采用高功率脉冲氙灯作为抽运源, 氙灯的辐射光谱与片状放大器的增益性能密切相关。基于暗室中搭建的时间分辨率为2 μs的氙灯光谱测试系统, 测试氙灯在不同放电时刻的辐射光谱。结果表明: 相同电流密度对应的上升沿、下降沿时刻的氙灯辐射光谱存在显著差别, 上升沿光谱的分立谱明显; 当电流密度为0.866 kA·cm-2时, 如果不施加预电离, 上升沿的辐射光谱能量比下降沿低48%, 施加预电离后这种差距缩小至24%; 预电离可以有效提高上升沿时刻的光谱强度, 是提高氙灯辐射效率的有效途径之一; 对氙灯辐射光谱的原模型进行修正, 可使其与测试光谱数据更吻合。

系统介绍了几种基于瞬态光克尔效应的超快光学快门技术, 包括传统的光克尔双折射快门技术, 瞬态光栅快门技术, 以及利用瞬态克尔透镜效应的光学快门技术。这些技术都是在泵浦-探测的实验配置基础上, 利用门控光对克尔介质折射率的瞬态调制导致的信号光的相位(偏振态)、传播方向或光束发散角等光学特性的改变实现对信号光的超快时间分辨测量。对比讨论了这些超快快门技术的工作原理和实验配置, 结果表明瞬态光束偏折快门技术相比其他快门技术具有无偏振配置要求、无相位匹配条件、超宽带光谱响应范围的特点, 在光与物质相互作用的超快动力学研究中具有更为广阔的应用前景。

设计了一种错位双光栅色散元件,与条纹相机耦合实现了0.1~5 keV范围X射线时间分辨谱的测量.该色散元件由2 000 lp/mm和5 000 lp/mm两块子光栅在空间错位排布而成,低密度光栅测量低能段软X射线(100~1 000 eV),高密度光栅测量中能段软X射线(1 000~5 000 eV),通过空间错位实现能谱拼接.在同步辐射源上使用单色能点对其进行标定,获得了错位双光栅衍射效率的实验结果.根据光栅的结构特性,结合标定结果与严格耦合波分析理论,计算得到了100~5 000 eV能区光栅的绝对衍射效率曲线,并给出了错位双光栅的解谱方法.该错位双光栅能够有效提升透射光栅谱仪的性能,为高温等离子体诊断提供宽谱X射线时间分辨谱定量测量.

利用时间分辨光谱技术, 研究了激光诱导Cu等离子体中激发态4d′ 4F9/2的形成及其辐射跃迁的瞬态特性。结果表明: 电子离子复合、粒子间碰撞、自蚀吸收等过程在等离子体不同演化时刻, 对激发态4d′ 4F9/2原子的制备起着不同作用。粒子间碰撞作用剧烈时, 激发态4d′ 4F9/2原子以相同几率向低能态4p′ 4Do7/2及4p′ 4Fo9/2跃迁转移能量; 等离子体辐射约500 ns后, 粒子间相互作用变弱, 激发态4d′ 4F9/2原子主要通过辐射谱线Cu Ⅰ 359.91 nm转移能量。

利用脉冲工作状态下半导体激光器激射光谱随结温升高发生红移的原理，用Boxcar扫描在一定波长下的半导体激光器光功率随脉冲时间的变化信号，测得其时间分辨光谱；根据对应的峰值光功率出现时刻随波长变化的曲线，计算得到热弛豫时间参量值．利用此方法对一种半导体激光器进行了测试，得到其热弛豫时间为1．2 ms．

根据脉冲工作状态下半导体激光器激射光谱随结温升高而发生红移的原理,提出了一种测试半导体激光器热弛豫时间的新方法——利用调节取样积分器(Boxcar)取样门,测量光信号脉冲内不同时刻的时间分辨光谱。采用此方法对TO封装和厘米-靶条(cm-Bar)阵列的AlGaAs/GaAs半导体激光器的动态热特性进行了测试,得到其热弛豫时间分别为66 μs和96 μs。

在GaAs(100)的衬底上,采用MBE自组织方法生长了单层层厚分别为2和2.5 ML的InAs层.通过原子力显微镜(AFM)观察,证实已在InAs层中形成量子点.采用光致发光谱及时间分辨谱对InAs量子点及浸润层开展研究和对比,分析了单层InAs量子点和浸润层中的载流子迁移过程,较好地解释了实验结果.

用Ar作环境气体,压强固定在10kPa,每个激光脉冲能量为115mJ,利用时空分辨技术,采集激光烧蚀Al靶产生的等离子体辐射的时间分辨谱。分析了Al等离子体连续辐射特征。简要讨论了激光诱导等离子体连续辐射的产生机理。提出了原子对激光诱导等离子体连续辐射共振吸收理论。激光诱导等离子体的连续辐射的主要机制是轫致辐射和复合辐射。在激光脉冲作用到靶面瞬间,轫致辐射占主导地位;等离子体演化初期,复合辐射和轫致辐射共同产生等离子体连续辐射;等离子体演化后期,连续辐射主要是复合辐射产生的。Al原子对连续辐射的共振吸收是选择性的,这是改变连续辐射按波长“平滑”分布的主要机制。

用观测时间和空间分辨发射光谱的方法研究了脉冲激光烧蚀金属铝靶过程中产生的等离子体羽的特性,计算了其膨胀速度,讨论了大气中等离子体点燃的机制。