飞秒激光成丝诱导Cu等离子体的温度和电子密度 被引量：6

1

作者 杨大鹏 李苏宇 +2 位作者 姜远飞 陈安民 金明星 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期208-214,共7页

研究了飞秒激光成丝诱导铜击穿光谱,利用光发射光谱对产生的铜等离子体光谱强度沿着丝长度进行了测量,获得了在不同样品与聚焦透镜间距离的Cu(I)的强度分布.结果显示,由于强度钳箍效应成丝诱导的光谱在较大的透镜样品间距离范围内有较... 研究了飞秒激光成丝诱导铜击穿光谱,利用光发射光谱对产生的铜等离子体光谱强度沿着丝长度进行了测量,获得了在不同样品与聚焦透镜间距离的Cu(I)的强度分布.结果显示,由于强度钳箍效应成丝诱导的光谱在较大的透镜样品间距离范围内有较强的辐射强度.另外,利用玻尔兹曼图和斯塔克展宽计算了整个成丝繁衍距离中Cu等离子体温度和电子密度. 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 飞秒激光成丝 等离子体温度 电子密度

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飞秒激光成丝诱导形成水凝物的机理研究进展 被引量：5

2

作者 曾庆伟 高太长 +4 位作者 刘磊 刘西川 胡帅 张克瑾 陈鸣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期102-107,共6页

近些年,飞秒激光成丝诸多非线性效应及其潜在应用逐渐成为超短脉冲激光领域研究的重要方向之一。飞秒激光成丝诱导水汽凝结、降雪和破碎冰晶二次增长等方面的探索研究,为人类寻找主动控制天气的新技术指明了方向,具有重要的科学意义和... 近些年,飞秒激光成丝诸多非线性效应及其潜在应用逐渐成为超短脉冲激光领域研究的重要方向之一。飞秒激光成丝诱导水汽凝结、降雪和破碎冰晶二次增长等方面的探索研究,为人类寻找主动控制天气的新技术指明了方向,具有重要的科学意义和应用前景。首先,重点分析梳理了飞秒激光成丝诱导形成水凝物的观测和机理研究进展;然后,讨论了飞秒激光诱导水凝物形成机理研究中尚待解决的关键科学问题,以及对该领域未来发展方向做了展望。 展开更多

关键词 超短激光 飞秒激光成丝 激光诱导降雪 人工影响天气

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飞秒细丝-纳秒激光诱导击穿光谱技术对土壤重金属Pb元素检测 被引量：21

3

作者 任佳 高勋 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1069-1074,共6页

采用飞秒激光成丝-纳秒脉冲激光诱导击穿光谱技术(Filament-ns DP-LIBS)对土壤中重金属铅元素进行了定量分析。利用飞秒激光等离子体丝烧蚀含铅土壤样品,向外喷射低密度的土壤粒子源,经脉冲间隔Δt后,纳秒脉冲激光再烧蚀低密度土壤粒子... 采用飞秒激光成丝-纳秒脉冲激光诱导击穿光谱技术(Filament-ns DP-LIBS)对土壤中重金属铅元素进行了定量分析。利用飞秒激光等离子体丝烧蚀含铅土壤样品,向外喷射低密度的土壤粒子源,经脉冲间隔Δt后,纳秒脉冲激光再烧蚀低密度土壤粒子,实现等离子体发射光谱强度增强,谱线宽度压缩,降低土壤中重金属铅元素的最小检测限。实验结果表明,相比飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱技术(FIBS),在飞秒-纳秒脉冲间隔Δt=10μs条件时,PbI405.78nm光谱增强因子为9.66,谱线宽度从3.66×10-10m压缩至2.74×10-10m,提高了LIBS光谱分辨率。FIBS和Filament-ns DP-LIBS条件下定标曲线的线性相关系数R2分别为0.982和0.994。FIBS条件下的RSD和LOD值分别为7.37%和65.86mg/kg,Filament-ns DP-LIBS条件下的RSD和LOD值分别为3.27%和24.39mg/kg。研究结果表明,Filamentns DP-LIBS技术可以降低土壤重金属的最小检测限,提高LIBS的检测灵敏度。 展开更多

关键词 飞秒激光成丝-纳秒脉冲激光诱导击穿光谱技术 光谱分辨率 土壤重金属污染 Pb元素

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基于多元线性阵列探测器的飞秒激光成丝光声图像重建 被引量：6

4

作者 曾庆伟 刘磊 +2 位作者 胡帅 李书磊 陈鸣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期178-186,共9页

为了实现对飞秒光丝内部空间结构特征的精细化描述,通过对光丝诱导形成超声信号的正向传播过程进行精细化模拟,然后采用通用反投影算法(UBP)、延迟叠加算法(DAS)和超优光声非负重构算法(SPANNER)等多种光声层析图像重建算法进行反向重建... 为了实现对飞秒光丝内部空间结构特征的精细化描述,通过对光丝诱导形成超声信号的正向传播过程进行精细化模拟,然后采用通用反投影算法(UBP)、延迟叠加算法(DAS)和超优光声非负重构算法(SPANNER)等多种光声层析图像重建算法进行反向重建,理论验证了利用多元线性阵列探测的方式重建飞秒单丝和多丝轴向r-z截面图像的可行性。结果表明,当探测距离为3 mm时,单丝和多丝诱导形成的超声信号最大频率约为5 MHz;光声层析法能够较为准确地实现对单丝位置、r-z截面轮廓等信息的反演,但是不同图像重建算法重建效果差异较大。UBP重建算法对单丝的重建存在较为明显的伪影现象;DAS重建算法由于受到“有限孔径效应”的影响,高估了光丝的直径;SPANNER重建算法由于使用最优理论来改进非线性共轭梯度算子,实现了非负性和各向异性总变分正则化,可有效避免噪声干扰,因而对多丝图像的重建效果最好。该研究结果对于揭示光丝结构特征和促进基于光丝的大气应用研究具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 飞秒激光成丝 光声层析 线性阵列探测 图像重建算法

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飞秒激光脉冲在空气中成丝调控研究进展 被引量：1

5

作者 聂劲松 胡瑜泽 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1-8,共8页

在衍射、色散、克尔效应和多光子电离的动态平衡作用下,飞秒激光脉冲能够形成长距离的自引导光丝结构,并且伴随着狭长的等离子体通道。为精确控制超强飞秒激光脉冲在大气中的传输特性,针对飞秒光丝传输模式及光丝光场时空分布的有效调... 在衍射、色散、克尔效应和多光子电离的动态平衡作用下,飞秒激光脉冲能够形成长距离的自引导光丝结构,并且伴随着狭长的等离子体通道。为精确控制超强飞秒激光脉冲在大气中的传输特性,针对飞秒光丝传输模式及光丝光场时空分布的有效调控已成为当前研究热点。在介绍飞秒激光成丝物理模型的基础上,对飞秒激光成丝调控方面的最新进展进行了综述,将光丝调控方式大致归结为两部分:时间调控和空间调控。其中,在空间维度上的调控主要可以分为相位调控、振幅调控以及特殊光场调控。同时指出飞秒激光大气成丝调制能产生众多的新效应,可为促进飞秒光丝实现更多新颖的潜在应用奠定基础。 展开更多

关键词 飞秒激光成丝 光场调控 克尔效应 自聚焦 等离子体散焦 多光子电离 光强钳制效应

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飞秒激光光谱技术在燃烧领域的应用 被引量：2

6

作者 张大源 李博 +1 位作者 高强 李中山 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1-10,共10页

基于飞秒激光的燃烧诊断技术,可实现燃烧场温度、速度、组分浓度等参数的在线测量。作为一种有效的诊断工具,飞秒激光诊断技术在燃烧领域中有着广泛的应用前景,将在提高燃烧效率和降低燃烧排放等方面发挥越来越重要的作用。本文通过综... 基于飞秒激光的燃烧诊断技术,可实现燃烧场温度、速度、组分浓度等参数的在线测量。作为一种有效的诊断工具,飞秒激光诊断技术在燃烧领域中有着广泛的应用前景,将在提高燃烧效率和降低燃烧排放等方面发挥越来越重要的作用。本文通过综述飞秒多光子激光诱导荧光技术、飞秒激光成丝诱导非线性光谱技术以及飞秒激光电子激发示踪测速技术等飞秒激光在燃烧领域的具体应用实例,概括介绍了飞秒激光燃烧诊断技术的发展。在此基础上,对飞秒激光燃烧诊断技术在未来的发展潜力进行了分析与讨论,为相关研究人员提供参考。 展开更多

关键词 飞秒激光燃烧诊断技术 飞秒多光子激光诱导荧光 飞秒激光成丝诱导非线性光谱 飞秒激光电子激发示踪测速

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飞秒脉冲激光1维强度调制的传输特性

7

作者 邓剑钦 王友文 +2 位作者 章礼富 张进 文双春 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1709-1712,共4页

实验研究了飞秒激光干涉条纹在CS2介质中传输的增长率与条纹间隔以及增长率与中心峰值强度的关系。结果发现,在非线性介质中传输的1维干涉调制特别是当其调制频率位于中心光强对应的最快增长频率附近时,随着传输距离的增加调制场迅速获... 实验研究了飞秒激光干涉条纹在CS2介质中传输的增长率与条纹间隔以及增长率与中心峰值强度的关系。结果发现,在非线性介质中传输的1维干涉调制特别是当其调制频率位于中心光强对应的最快增长频率附近时,随着传输距离的增加调制场迅速获得增长,将高斯光束分裂成多根峰值强度很高的带状细丝。相应的数值模拟与实验结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 自聚焦 飞秒激光 光成丝 调制不稳定性

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空气中飞秒激光成丝的强场分子动力学研究进展 被引量：1

8

作者 王佳辰 郭兰军 +3 位作者 张楠 张智 林列 孙陆 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期19-40,共22页

高强度的飞秒激光在非线性介质成丝过程中会产生一系列非线性效应,如强场电离、转动拉曼、高次谐波、激射等,这些非线性效应与强场下分子的复杂运动有关。研究强场作用下的分子动力学问题将有助于更好地理解飞秒激光成丝过程中非线性效... 高强度的飞秒激光在非线性介质成丝过程中会产生一系列非线性效应,如强场电离、转动拉曼、高次谐波、激射等,这些非线性效应与强场下分子的复杂运动有关。研究强场作用下的分子动力学问题将有助于更好地理解飞秒激光成丝过程中非线性效应背后的物理机制。综述了近年来飞秒激光在空气中成丝时主要分子动力学特性的研究进展,包括分子准直、分子电离、电子-离子复合以及分子能级的粒子数布居。最后对强场与分子相互作用研究所面临的机遇以及挑战进行了展望。 展开更多

关键词 非线性光学 飞秒激光成丝 强激光场 分子准直 强场电离 光丝诱导荧光

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基于飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱探测土壤重金属Cr元素含量 被引量：12

9

作者 高勋 杜闯 +4 位作者 李丞 刘潞 宋超 郝作强 林景全 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期257-261,共5页

本文基于飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱对土壤重金属Cr元素含量进行了实验研究.利用荧光法对等离子体丝的长度进行测量,给出了在不同焦距聚焦透镜作用下土壤中Cr425.5 nm的谱线强度空间分布,实验给出了Cr元素的定标曲线.实验结果表明... 本文基于飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱对土壤重金属Cr元素含量进行了实验研究.利用荧光法对等离子体丝的长度进行测量,给出了在不同焦距聚焦透镜作用下土壤中Cr425.5 nm的谱线强度空间分布,实验给出了Cr元素的定标曲线.实验结果表明,土壤中Cr元素浓度分析测量的相对标准偏差小于5%,土壤中重金属Cr元素的检测极限为7.85 ppm.表明飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱技术在土壤重金属Cr元素含量的定量探测方面是完全可行的. 展开更多

关键词 飞秒激光成丝 击穿光谱 重金属Cr 探测限

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光声层析重建飞秒光丝二维横向图像仿真研究

10

作者 曾庆伟 刘磊 +2 位作者 胡帅 李书磊 赵世军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期101-111,共11页

准确获取飞秒激光成丝横截面图像及其沉积能量空间分布信息,对于成丝动力机制研究和促进诸多基于光丝的实际大气应用发展具有重要意义。本文基于热传导方程和波动方程构成的光声信号前向仿真模型,理论模拟了利用环阵式光声层析系统接收... 准确获取飞秒激光成丝横截面图像及其沉积能量空间分布信息,对于成丝动力机制研究和促进诸多基于光丝的实际大气应用发展具有重要意义。本文基于热传导方程和波动方程构成的光声信号前向仿真模型,理论模拟了利用环阵式光声层析系统接收飞秒激光在空气介质中成丝诱导产生超声脉冲信号的过程;然后,利用延迟叠加算法对飞秒激光大气传输成丝沉积能量横向分布图像进行了反向重建,并分析了测量系统中关键器件超声换能器的中心频率、带宽、表面尺寸和探测表面灵敏度等性能参数对光丝沉积能量分布图像重建结果的影响。结果表明,单丝诱导产生的声压脉冲信号频谱为单峰结构,而多丝声压脉冲信号频谱为多峰结构;相比于单丝图像重建,多丝图像重建受“孔径效应”影响更显著;换能器的性能参数对光丝图像的重建效果有显著的影响,换能器的带宽越大、表面直径越小,以及表面灵敏度系数越大,越有利于光丝沉积能量分布图像重建效果的提升。该研究结果可为真实大气条件下飞秒激光传输成丝沉积能量空间分布的实验测量提供一定的理论支撑。 展开更多

关键词 飞秒激光 激光成丝 能量沉积 光声信号 超声换能器 反投影

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纳秒、飞秒激光诱导击穿光谱技术的应用研究进展 被引量：22

11

作者 陈娜 刘尧香 +3 位作者 杜盛喆 阎晓娜 王铁军 李儒新 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第5期26-37,共12页

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种基于原子发射光谱,能够用于物质快速、现场检测的元素定性定量分析技术。随着激光技术和光谱分析仪器的发展,激光诱导击穿光谱技术得到快速发展,应用领域也在不断扩展。从激光诱导击穿光谱技术的基本... 激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种基于原子发射光谱,能够用于物质快速、现场检测的元素定性定量分析技术。随着激光技术和光谱分析仪器的发展,激光诱导击穿光谱技术得到快速发展,应用领域也在不断扩展。从激光诱导击穿光谱技术的基本原理、工作方式出发,综述了近十年来纳秒激光诱导击穿光谱技术在便携式和远程探测仪器方面的技术进展及其在环境检测、食品安全、生物医学、考古应用、太空探索及同位素检测方面的应用研究进展;总结了飞秒激光诱导击穿光谱技术的优势及其目前的应用研究;综述了飞秒激光成丝诱导击穿光谱技术的基本原理及其应用研究进展。 展开更多

关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 纳秒激光诱导击穿光谱 飞秒激光诱导击穿光谱 飞秒激光成丝诱导击穿光 谱 物质成分分析

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1kHz飞秒激光脉冲在空气中传输成丝的演化过程 被引量：12

12

作者 段作梁 陈建平 +4 位作者 方宗豹 王兴涛 李儒新 林礼煌 徐至展 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期473-477,共5页

利用高重复频率 (1kHz)、低能量的飞秒激光脉冲研究激光脉冲在空气中传输成丝的演化过程 .采用成像的方法观测飞秒激光脉冲在大气传输过程中光束截面上光强分布变化 ,以及大气等离子体通道对光强分布的反作用 .实验结果表明 ,激光脉冲... 利用高重复频率 (1kHz)、低能量的飞秒激光脉冲研究激光脉冲在空气中传输成丝的演化过程 .采用成像的方法观测飞秒激光脉冲在大气传输过程中光束截面上光强分布变化 ,以及大气等离子体通道对光强分布的反作用 .实验结果表明 ,激光脉冲在传输过程中先形成双丝结构 ,再逐渐合并成单丝结构 . 展开更多

关键词 飞秒激光脉冲 等离子体通道 传输成丝 光强分布 单丝结构 非线性薛定谔方程 大气光通信

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脉宽依赖的飞秒激光成丝钳制光强的研究 被引量：3

13

作者 张旋 王铁军 +2 位作者 郭豪 孙海轶 李儒新 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期30-36,共7页

研究了飞秒激光成丝过程中钳制光强对脉宽的依赖关系。对不同脉宽成丝钳制光强进行直接实验测量,发现当脉宽逐渐展宽(由45 fs展宽至177 fs)时,对应的钳制光强逐渐减小。实验结论与通过求解非线性薛定谔方程得到的数值模拟结果一致。依... 研究了飞秒激光成丝过程中钳制光强对脉宽的依赖关系。对不同脉宽成丝钳制光强进行直接实验测量,发现当脉宽逐渐展宽(由45 fs展宽至177 fs)时,对应的钳制光强逐渐减小。实验结论与通过求解非线性薛定谔方程得到的数值模拟结果一致。依赖于脉宽的钳制光强的分析结果可为深入理解与脉宽相关的光丝应用提供科学依据和新思路。 展开更多

关键词 激光器 飞秒现象 飞秒激光成丝 钳制光强 啁啾

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飞秒强激光大气遥感新技术的原理和研究进展 被引量：12

14

作者 王铁军 陈娜 +3 位作者 郭豪 刘尧香 冷雨欣 李儒新 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第7期1-14,共14页

飞秒强激光脉冲在大气中传输时,会形成狭长的、具有高激光强度、高等离子体密度、可远程产生和操控的通道,即光丝。光丝与物质相互作用时,高激光强度可激发物质辐射具有指纹特征的荧光谱线,成丝过程可产生覆盖整个大气光学传输窗口的超... 飞秒强激光脉冲在大气中传输时,会形成狭长的、具有高激光强度、高等离子体密度、可远程产生和操控的通道,即光丝。光丝与物质相互作用时,高激光强度可激发物质辐射具有指纹特征的荧光谱线,成丝过程可产生覆盖整个大气光学传输窗口的超连续谱激光,通过光学差分吸收实现多组分大气成分的检测分析。飞秒强激光非线性成丝为多相态、多组分大气遥感提供了新的技术途径。主要围绕飞秒激光大气成丝远程诱导击穿光谱技术和光丝超连续谱激光雷达技术两种基于飞秒激光的大气遥感新技术,综述了两种技术的原理、光谱测量和分析方法及其相关研究进展,分析了飞秒强激光大气遥感应用存在的关键科学和技术问题并对未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 大气光学 大气环境监测 飞秒激光成丝 光丝诱导击穿光谱 白光激光雷达 超连续谱

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强飞秒激光在氟化钙晶体中产生的超连续谱 被引量：9

15

作者 李子熙 龚成 +1 位作者 华林强 柳晓军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期245-250,共6页

实验研究了不同入射激光能量和晶体取向条件下,强飞秒激光在氟化钙晶体中成丝产生的超连续谱。实验发现,由于晶体中存在光强钳制效应,在一定入射激光能量范围内,超连续谱的最大蓝移截止波长为300 nm,且不随能量发生变化。同时发现,该最... 实验研究了不同入射激光能量和晶体取向条件下,强飞秒激光在氟化钙晶体中成丝产生的超连续谱。实验发现,由于晶体中存在光强钳制效应,在一定入射激光能量范围内,超连续谱的最大蓝移截止波长为300 nm,且不随能量发生变化。同时发现,该最大蓝移截止波长不依赖于晶体取向的变化,但超连续谱的强度将随晶体的取向发生明显变化。 展开更多

关键词 超快激光 飞秒激光成丝 超连续谱 光强钳制 晶体取向

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利用光丝诱导荧光光谱测量单质碘升华过程 被引量：3

16

作者 涂志伟 魏祥野 +3 位作者 刘畅 李贺龙 李爱武 徐淮良 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期240-245,共6页

利用飞秒激光大气成丝高强激光诱导荧光非线性光谱对碘单质升华过程进行了研究。研究结果发现飞秒光丝可诱导升华到空气中的碘分子产生清晰特征荧光谱。通过监测碘分子在341.6nm(D→X^1Σ_g^+跃迁)处的荧光谱线,利用时间分辨测量方法观... 利用飞秒激光大气成丝高强激光诱导荧光非线性光谱对碘单质升华过程进行了研究。研究结果发现飞秒光丝可诱导升华到空气中的碘分子产生清晰特征荧光谱。通过监测碘分子在341.6nm(D→X^1Σ_g^+跃迁)处的荧光谱线,利用时间分辨测量方法观察到碘分子荧光强度随着加热温度以及测量位置与固态碘样品距离的变化而明显变化,展示了光丝诱导荧光光谱技术应用于物态变化规律探索的可行性。 展开更多

关键词 光谱学 飞秒激光 光丝 碘升华 诱导荧光 特征光谱

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