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高能量移动式波长可调谐激光器

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高能量移动式波长可调谐激光器相关的论坛

  • 可调谐激光器调谐原理和检测方法

    刚才查阅了一下,可调谐激光器是通过改变供电电流,从而实现波长的调谐! 那么,波长是变化的,是找一款仪器来跟踪波长变化就ok了吧?!

  • 【我们不一YOUNG】+可调谐半导体激光器吸收光谱监测气体技术应用

    可调谐半导体激光器吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)技术简称 TDLAS 技术,该技术是根据气体选择吸收理论为基础,即不同的气体只对特定波长范围内的光进行吸收,利用可调谐半导体激光器可以输出窄带激光的特点,波长可以通过电流和温度控制调谐的特点,将激光器输出波长控制在待测气体吸收波长附近扫描输出。这样在激光透射气体前后会产生光强差,只需测得这个光强差即可获得气体浓度信息。这种技术可以实现对甲烷气体的在线实时测量,并且由于每种气体的吸收波长峰值不同,因此在检测单一气体浓度时不容易被其他气体干扰,灵敏度较高,分辨率较高,并且由于近年来半导体激光器的发展,可做到检测装置的小型化,为该技术在实际生产生活中的应用提供了便利条件,有相当广阔的发展应用前景。

  • 氦氖激光器波长如何校准?

    正常情况下,FT-IR的氦氖激光器波长632.8nm是不变的,无需校准。但是在出现波数偏移时,是否需要通过校准激光器的波长来修正呢?如何校准?

  • 【原创】常用激光器波长

    常用激光器波长[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=42522]常用激光器波长[/url]

  • 【转帖】世界首个反激光器问世

    http://i1.sinaimg.cn/IT/2011/0222/U5385P2DT20110222082412.jpg传统激光器利用增益媒介产生连续光束。http://i3.sinaimg.cn/IT/2011/0222/U5385P2DT20110222082423.jpg反激光器将被证实在电脑计算方面的应用会比在武器防御方面更有用。  北京时间2月22日消息,美国物理学家研制成世界首个反激光器,它可完全抵消激光器发出的光束。这种装置由美国耶鲁大学科研组制成,它能完全吸收入射激光束。  不过研究人员表示,该装置并不是用来防御高能激光武器的。他们认为,可以把这种反激光器应用到下一代超级电脑上,这种电脑利用光而非电子等成分制造。耶鲁大学的道格拉斯·斯通教授和他的同事最初是为了提出一项理论,用来解释哪种材料可以当作激光器的基本组成要素。  斯通解释说,当前在激光器设计方面取得的新进展,导致大量与众不同的装置产生,它们无法通过传统激光器概念进行解释。他说:“因此我们正在设想一种新理论,以便预测什么材料能够制成激光器。”通过该理论还能预测到,他们制造的反激光器不像激光器那样可以增强光,它可能会吸收入射光束。现在他们已经成功制造了一个这种装置。  他们的装置将两束特殊频率的激光束集中到一个经过特殊设计的、用硅制成的光共振腔里,硅晶片用来捕捉入射光,束缚住它们,直到它们的能量消耗完为止。他们在《科学》杂志上的论文里说,反激光器能吸收99.4%的一种特殊波长的入射光。斯通表示,改变入射光的波长,意味着可以利用光学开关有效打开和关闭反激光器。  斯通表示,制造可以吸收不同波长的光的装置非常简单,但是像反激光器一样只吸收一种特殊波长的光的装置,可能对光学电脑有好处。反激光器的一大优势是它是用硅制造的,这种物质已经广泛应用于电脑中。据斯通说,该技术不会太多应用于激光护目镜上。他说:“它会以热的形式驱散光。因此,如果一些人利用高能激光烘烤你,反激光器是无法阻止的。”

  • 如何选择传感器——激光功率计和能量计

    激光功率和能量计主要用来测量光源的输出。无论光发射是来源于弱光源(如荧光),还是来源于高能量的脉冲激光器,功率和能量计都是实验室、生产部门或是工作现场等多种应用环境中必不可少的工具。 虽然功率计和能量计是分别提供的,但随着能够适用大量不同类型的光学传感器的通用型仪表盘或显示装置的发展,它们也被合起来称作单独的一类仪器——功率和能量计,或PEM。仪器所采用的光学传感器的类型,决定了其能测量光功率还是光能量,通常单位分别瓦特(W)或焦耳(J)。具体来讲,功率计能够测量连续波(CW)或者重复脉冲光源,其所使用的传感器通常是热电堆或光电二极管。能量计则通常用于测量脉冲激光,即单脉冲或者重复脉冲光源,其所使用的传感器包括热释电、热电堆,或者带有专门为测量脉冲光源而设计的电路的光电二极管。

  • 美探索用反物质制造伽马射线激光器 探测微小空间

    美探索用反物质造伽马射线激光器 可对非常微小的空间进行探测 科技日报讯 传统激光器的操作光波可从红外线到X射线一网打尽,而伽马射线激光器则依靠比X射线更短的光波来运行,这就使其能产生波长仅为X射线千分之一的光波,从而能对非常微小的空间进行探测,并在医学成像领域大展拳脚。不过,长期以来,建造伽马激光器一直是个难题。现在,美国科学家让一类名为“电子偶素(positronium)”的物质—反物质混合物作为增益介质,将普通光变成了激光束。 据美国趣味科学网站5月8日报道,在最新一期的《物理评论·原子分子物理》杂志上,马里兰大学联合量子研究所的王逸新(音译)、布兰登·安德森以及查尔斯·克拉克撰文表示,他们发现,当向电子偶素提供特定能量,它将产生在其他能量下无法制造出的激光;而且,要制造出激光束,这种电子偶素必须处于玻色—爱因斯坦凝聚态下。 克拉克解释道,这种奇怪的效应与电子偶素的“性格”有关。每个电子偶素“原子”实际上是一个普通的电子和一个正电子(电子的反物质)。正电子和电子分别带正负电荷。当它们相遇时,会相互湮灭并释放出两个高能光子,这两个光子位于伽马射线范围内,反向移动。 有时,电子和正电子会围绕对方旋转,就像电子围绕着质子旋转组成原子一样。然而,正电子比质子轻,因此电子偶素并不稳定,在不到十亿分之一秒内,电子和正电子会相互碰撞并发生湮灭。 为了制造出伽马射线激光器,科学家们需要使电子偶素的温度非常低,接近绝对零度(零下273摄氏度)。这一冷却过程会让电子偶素进入波色—爱因斯坦凝聚态,这种状态下物质内的所有原子,也就是电子—正电子对,进入同样的量子状态,一举一动整齐划一。 量子状态的一个方面是自旋。电子偶素的自旋数要么为1,要么为0。一束远红外线光脉冲能让电子偶素的自旋数为0。自旋为零的电子偶素会湮灭并产生双方向相干的伽马射线束—激光束。研究人员表示,能做到这一点是因为所有电子偶素“原子”拥有同样的自旋数。如果是自旋为0和自旋为1的电子偶素随机组合,那么,光会朝各个方向散射。 研究人员也计算出,为了让一台伽马射线工作,每立方厘米大约需要1018个电子偶素原子,听起来有点多,但与空气的密度相比还是少很多,同样体积的空气大约有2.5×1019个原子。 在1994年首次提出伽马射线激光器这一概念的贝尔实验室的艾伦·米尔斯表示,研究人员可以借用数学方法,让制造这种激光器所需要的环境更加精确。(刘霞)来源:中国科技网-科技日报 2014年05月10日

  • 揭开星战中激光弹的神秘面纱

    揭开星战中激光弹的神秘面纱

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/01/201501161459_532530_2972800_3.jpg 对于科幻迷来讲,没有什么比激光弹满天飞的星球大战更令人激动的了。那么,真正的激光弹在飞行过程中是什么样的呢?它真的是五颜六色的吗?为了解开上述困惑,近日,波兰物理化学科学院激光中心研究所和华沙大学物理学院的研究员们合作发明了一款新型便携式激光器,它能产生具有10兆瓦超高能量的长距离飞行激光脉冲,通过观察记录该脉冲在空气中的飞行过程,研究员们揭开了激光导弹不为人知的秘密。 该激光器配有一个特制的多路光学参量放大器(NOPCPA),能产生持续十几飞秒(1飞秒=10-15秒)的激光脉冲,这样的脉冲十分强大,因而能瞬间电离原子,同时产生等离子纤维(丝)。研究人员通过适当选择激光操作参数,平衡脉冲电磁场与等离子体丝间的相互作用,激光光束不但不会在空气中消失,反而能够自聚焦。“值得注意的是,尽管该激光器射出的光线属于近红外范围,但人们看到的却是白色光线。这是因为脉冲与等离子体相互作用时会产生许多不同波长的光,人眼同时接收到这些光就会看到白色光。”尤里巴克博士解释道。研究人员通过将相机与激光器的频率同步来拍摄激光飞行的过程。图中蓝色光是激光,其他颜色都是由脉冲与等离子体相互作用所产生的不同波长的光线。 新型激光器能产生长距离飞行白色激光脉冲的能力让它十分适用于远程监测大气污染的激光雷达上。不同波长的光与空气中的原子和分子相互作用能提供更为丰富的信息。因此,配备新型激光器的激光雷达能检测到更多污染大气的元素和化合物,从而为监测大气污染提供更加全面信息。

  • 强激光高能量密度物理研究新进展——局域超临界场致正负电子对产生过程的磁场控制

    量子场论被认为是描述最本质物理规律的学科之一。利用最基本的关系式,狄拉克方程,所提出的多种预测已经被证实,并得到具有重大意义的结果。到目前为止,关于最具挑战性且有重大价值的一项预测的真实性验证还仍然在探索中:光是否能够直接转化成物质,即强场下真空中是否能够激发出正负粒子对。1951年诺贝尔奖得主Julian Schwinger给出了电子对在均匀稳恒电场中产生率的表达式,这项先驱性的工作引起了人们对这项对物理基础学科发展和应用极富挑战性的重大科学课题的注意,并激发人们开始投入大量精力来挑战这个未解的难题。超快超强激光技术的快速发展正在为开展这项研究提供前所未有的实验条件,使其逐渐成为物理学的一个新的前沿热点。迄今为止,人们在实验上已经得到一些有意义的结果,重离子对撞实验以及美国斯坦福线型加速器上进行的46.6GeV电子束和强激光碰撞实验,已经证实了正负电子对的产生。但是到目前为止,由强光场直接引起的真空击穿和相应的正负电子对产生过程的实验还未能实现,主要原因是目前激光系统的最大强度虽然已经高达2×1022W/cm2,但仍不足以直接“击穿“真空。为了获得更高功率的激光系统,跨国研究中心也正在建设中。我们能够预期,在不久的将来,激光就可接近甚至达到“击穿”真空并自发产生正负电子对的强度,在避免其它效应的情况下对超临界场产生正负粒子对的过程进行直接检验。如果能够实现,将是人类首次证实光可以直接转化成为物质,即爱因斯坦的能质公式E=mc2, 这对于物理学的发展和所带来影响是不可估量的。 对于这一重要问题,理论和数值方面已经得到了非常有意义的结果,但大部分工作都只考虑了电场而并没有考虑磁场效应。最近中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理实验室强激光高能量密度物理组与美国伊利诺斯州立大学、中国矿业大学和上海交通大学的合作者一起,首次研究了磁场效应对局域超临界电场下正负电子对产生过程的影响。通过运用基于量子场论的非微扰的精确数值模拟,发现在超临界的电场中即使考虑强度非常小的磁场,只要其空间宽度足够宽,仍然可以关闭正负电子对产生通道,使系统变为次临界,并且伴随产生粒子数在时间上的震荡效应(见图1)。一直被公认的Schwinger公式和Hund公式都无法对这种效应做出描述。通过计算系统总哈密顿量的能量本征值得出,磁场变宽的同时正负能态的上下限随之相互远移,当磁场宽度达到粒子在磁场中的回旋半径的时候系统就变为次临界(见图2),并且出现离散的朗道能级引发粒子数在时间上的震荡效应。上述研究结果发表在近期的物理评论快报上:http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i25/e253202。该工作得到了国家基金委、科技部、科学院和美国国家基金委的资助。http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201212/W020121231638765715614.png 图1. 不同磁场宽度下正负电子对的产生数随时间的变化关系。其中WB=1.25/c约为电子在磁场中的回旋半径:磁场宽度小于回旋半径时,粒子数持续产生,系统为超临界;磁场宽度大于回旋半径时,系统变为次临界。http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201212/W020121231638765722390.gif 图2. 根据总哈密顿量得到的能级分布随磁场宽度WB变化关系。宽度小于回旋半径时,正负能态交叠,能够持续产生电子对;宽度大于回旋半径时,正负能态分离并出现离散的朗道能级。

  • 移动式直读光谱仪介绍

    移动式直读光谱仪介绍

    1979年德国斯派克分析仪器公司生产出世界上第一台移动式光谱仪,首次在现场成功实现了金属材料的成分分析和材料分选,开创了光谱仪广阔的应用前景。便携式光谱仪目前已广泛应用于钢铁、有色金属加工、航空航天、机械、电力、石化、造船、压力容器等众多领域。SPECTROTEST 是在斯派克公司多年的光谱制造传统以及遍布世界的近两万个用户的使用经验的基础上制造出来的。在斯派克公司不断创新的理念的推动 下,SPECTROTEST 集中了ICAL智能标准化系统,APF自动程序识别系统以及特殊设计的光学系统等新技术,使其成为光谱技术的一个里程碑。与CCD技术等先进技术一起,使 SPECTROTEST成为同类光谱仪中的领先者。该仪器具有分析精度高、稳定性好、操作方便、应用灵活、体积小、重量轻的特点。1.光学系统:SPECTORTEST CCD采用了以往只在实验室仪器上才使用的光学系统,经过特殊改进以适应便携式光谱仪的需要。它可以接收分析波长范围(170nm-670nm)的全部元素谱线,具有前所未有的精度和稳定性。光学系统中的各个器件,如光栅光栅(焦距400mm)或高精度CCD检测器(16块),都被很好地固定和保护,使仪器防尘、抗震,坚固耐用。• 实验室级的火花激发频率600Hz2.激发枪:标准的激发枪即可以应用火花光源,用于包括C元素在内合金的精确成分分析,也可以使用电弧光源用于材料分选和牌号鉴别。选用特殊设计的小光学系统可分析钢中的P,S,B,Sn 和As。拔插式的接口使光源的转换变得非常简便和快速。3.电极和夹具: 电极和夹具的更换无须使用工具,简便而快捷。由火花光源到电弧光源的转换只须几秒钟的时间。配备了多种夹具适应不同形状和尺寸的样品,可以很方便地检测管材、线材、小样品以及其他特殊形状的表面4.接口:SPECTROTEST CCD提供USB,打印机,显示器以及网络接口。5.电池包:具有节电功能的高效光源保证SPECTROTEST CCD可以选用电池包供电。充电一次可以激发几百次。电池可以放在小车中或背包里,并可以很方便地通过插座与仪器相联。这使得仪器可以在几乎所有场合使用。6.小车:小车可与仪器合为一体,保证仪器在工作的安全性和移动的灵活性,人体工程学的设计可使仪器在方便的位置和高度进行操作。如果有必要,小车可分为三部分以方便运输。7.ICALICAL(智能校准功能)逻辑系统,可显示和控制仪器的状态,使仪器不受外部环境变化的影响,这可以免除因地点和温度变化而需要进行的再校准。8.APF扩展软件: APF扩展软件可以自动识别被测样品的基体,并自动选择适用的分析程序。这一功能可在检测未知金属时,节省用户大量时间。9.WINDOWS软件:SparkAnalyzer ME 提供多种支持功能和选择,且操作十分简单。由硬件和软件支持的一个具有诊断功能的控制系统保证仪器操作者的操作正确。10.可扩展性:改变和更新SPECTROTEST CCD的分析程序比任何其他光谱仪都要容易。ICAL 逻辑系统和先进的CCD技术使仪器更方便容易地适应变化了的分析要求,增加基体及元素只需添加软件,无需更改硬件。SPECTROTEST移动式光谱仪可完成工厂来料与产品质量控制过程中的合金材料鉴别分选及成分分析,石化设备的基础结构材料分析、废旧金属回收过程中的成份分析等。 SPECTROTEST 移动式光谱仪是采用CCD光学技术和现代微电子元件相结合的现场金属分析仪,对于需要检测C,P,S,B,Sn,As和N等非金属元素又不方便切割的大型金属构件,SPECTROTEST 移动式光谱仪更是你的不二之选。它可以分析各种形式的金属材料,如:管材、棒材、阀门、焊缝、油罐、铸件等。无论是在工厂厂区内或厂区外,在废料厂、水下潜水艇舱内、或化工厂的高空梯架上,斯派克公司的现场金属分析仪均能满足您的分析要求。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601111516_581525_3057315_3.jpg

  • 氦氖激光器与半导体激光器的性能有何差异?

    [font=宋体]同样作为激光器,氦氖激光器稳定性比普通半导体激光器的稳定性更高,主要原因在于激光器受温度影响,激光波长会发生偏移,氦氖激光器的温度稳定度相比半导体激光器更稳定,受环境影响更小。[/font]

  • 了解核聚变有了新工具[图] X射线激光实验研究温稠密物质获得重要进展

    http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20121007/021349623688218_change_chd2a0_b.jpg 温稠密物质(warm dense matter)是在宇宙星体、地幔内部、实验室核聚变内爆过程中广泛存在的一类物质。因此,在实验室生成温稠密物质,研究它们的特性对模拟惯性约束核聚变、超新星爆炸和某些行星内部结构、地幔的物质演化和成矿机理等具有重要指导意义。 温稠密物质范围很宽,可以定义为热能小于或稍超过费米能状态的物质,是通常凝聚态物质和高温完全电离等离子体之间的一类物质,其电子处于部分电离、部分束缚的状态,成分包括自由和束缚电子、离子、原子、分子以及它们组成的束团,一般处于高压状态。通常这类物质具有高的能量密度特征。 极端X射线探测极端物质 内布拉斯加-林肯大学物理与天文学教授唐纳德·乌姆斯塔德说,要在实验室造出稠密等离子体,一般方法是迅速加热一个固体密度物质,如一薄层金属箔。如果加热速度足够快,就能达到使密度保持相对恒定,接近于通常固体密度值。超短脉冲激光是能将固体快速加热到稠密等离子体的首选。 最近,一个由牛津大学奥兰多·希瑞克斯塔和英、美、德、澳等国科学家组成的国际研究小组利用目前世界最强的X射线激光源——斯坦福大学的直线加速相干光源(LCLS)将铝箔在约80飞秒(1飞秒=10-15秒)内加热到70到180eV(约80到200万开氏度)。由于这么短时间内加热,压力达到几千万大气压,铝箔来不及膨胀,还几乎保持着原来固体密度,生成了温稠密等离子体,研究小组对其内部的电离情况进行了直接检测,并将相关结果以论文形式发表在《物理评论快报》上。 在以往实验中,所用激光只有近红外到紫外波长的激光,新实验用了完全不同的激光:X射线自由电子激光(XFEL)。相干X射线能量很高,达到千电子伏特以上,能将铝核K壳层电子直接击出原子,而红外光基本上只能激发外壳层电子。X射线还能更深地穿透材料,均匀照射整个目标,将其加热到100eV(百万开氏度以上),生成固体密度等离子体。 正如研究小组领导、牛津大学的贾斯廷·瓦克所说:“X射线激光非常关键,我们无法在别的地方进行这种实验。”LCLS为实验提供了特需条件:用于检测极端现象的严格受控的环境,相干X射线能量极高而且能精确调整,精确检测特殊固体密度等离子体属性的方法。 希瑞克斯塔等人检测了铝箔系统内高电荷离子的K壳层电离电子的荧光,反推内部压力电离下有效电离势连续降低的变化,发现实验结果和广泛使用的Stewart-Pyatt模型(1965年提出,简称SP模型)所预测的结果不符,却和更早的Ecker-Krll模型(1963年提出,简称EK模型)吻合的较好。研究人员指出,从研究核聚变能源到理解恒星内部的运行机制,这一结果将对许多领域产生重要影响。 两种模型的含义 推翻沿用半个世纪的模型意味着什么?理论的改换将会对哪些研究产生影响?为此科技日报记者还专门采访了中国科学院院士、北京大学应用物理与技术研究中心主任贺贤土。 贺贤土解释说,温稠密物质中存在复杂的电离效应,精确了解不同粒子的电离程度,可以很好了解强耦合下温稠密物质内各种粒子和束团的状态和成分,这对研究温稠密物质特性,如局部热动力学下状态方程和输运系数十分重要。 目前还没有一种满意的理论能很好描述温稠密物质性质。虽有好几种压力电离模型,但很难判断它们准确性,如何实验诊断难度很大。目前国际上很多数值模拟程序中都采用SP模型,它是用离子间距作为考虑有效屏蔽的平均离子模型的参量;而EK模型是用离子和自由电子密度之和表示粒子间距,作为考虑有效屏蔽的平均离子模型的参量。 希瑞克斯塔等人用两种模型预言温稠密物质的有效电离势发生连续下降的特性,表明了EK模型给出更大的下降,这对精确研究温稠密物质状态方程、电导系数和热导率、离子辐射等性质都有重要意义。 实验的重要性还在于他们筛选出了更好的模型。实验数据与EK模型吻合的更好,表明在计算等离子体密度时不能忽略电子的影响,考虑电子数量的模拟效果更好。但EK模型仍有不符合实验的地方,还需要更多实验和细节上的修正。这也体现了等离子体内部电离的复杂性。 贺贤土说,我国目前还没有像可调谐的千电子伏特以上能量相干的X射线自由电子激光器,上述实验由于条件的限制还无法开展。我们主要利用我国神光Ⅱ和神光Ⅲ原型激光器从整体上进行温稠密物质的状态方程等研究;理论上研究温稠密物质主要从量子统计出发研究它们的电离度、等离子体相变(PPT)、化学势、自能等物理量,并在密度泛函和Green函数等框架下理论研究它们的粒子数密度,进而获得了状态方程和输运系数,精确了解通常要从第一性原理出发进行数值模拟研究。 温稠密物质研究有广泛应用 热核聚变能源是人类理想的清洁能源。目前,实现可控核聚变主要有两种技术途径。一种是用托卡马克装置开展“磁约束聚变”的研究,另一种是激光驱动的惯性约束聚变(ICF)。ICF研究除了应用于聚变能源之外,还可用于国防和高能量密度物理基础科学研究。ICF靶丸在内爆过程中受压缩的燃料就是温稠密物质,因此,更好的模型对于指导我国的实验也是重要的参考。同时ICF研究使用的高功率、大能量纳秒脉冲激光器,以及能产生相对论等离子体的超短、超强皮秒和飞秒激光器,可以提供高能量密度物理研究的重要实验条件。它们不仅对ICF研究,而且对建立地球上天体物理模拟实验室、推动超高能精致台式加速器研究、地幔特性和成矿机理研究、超高能核物理研究等都具有十分重要意义。 贺贤土还指出,高能量密度物理是目前国际上快速发展的新兴学科。在我国,北京大学应用物理与计算研究中心在这一领域中重点开展了以下五个方面的研究:一是高能量密度状态下物质的特性,尤其是温稠密物质的研究;二是强场作用下原子的电离;三是强场下带电粒子加速研究;四是可压缩流体湍流与流体力学不稳定性研究;五是相关数学模型研究和计算机程序开发,目前已获得了大量有国际影响的成果。今年10月北京大学应用物理与计算研究中心还将主持召开高能量密度物理国际会议,国际上很多这一领域的著名科学家将来华参加这一盛会,进行学术交流和讨论合作研究。(记者 常丽君) 《科技日报》(2012-10-08 二版)

  • 半导体激光器的优点和缺点

    半导体激光器又称激光二极管(LaserDiode,LD),是二十世纪八十年代半导体物理发展的最新成果之一。半导体激光器的优点是体积小、重量轻、可靠性好、使用寿命长、功耗低。此外,半导体激光器采用低电压恒流供电方式,电源故障率低、使用安全,维修成本低。目前,半导体激光器的使用数量居所有激光器之首,某些重要的应用领域,过去常用的其他激光器,已逐渐被半导体激光器所取代。此外,半导体激光器品种繁多,既有波长较长的红外、红光,也有波长较短的绿光、蓝光,可以利用这些优势拓展激光粒度仪的测量范围, 提高测量精度。早期的半导体激光器激光性能受温度影响大,光束的发散角也大( 一般在几度到 20 度之间 ),所以在方向性、单色性和相干性等方面的性能并不理想。但随着科学技术的迅速发展,目前半导体激光器的的性能已经达到很高水平,光束质量也有了很大提高,因此世界上大多数品牌的激光粒度仪都使用半导体激光器做为光源,半导体激光器用作激光粒度仪的光源时,在控制电路上须采取恒流和恒温措施,以保证输出功率的稳定。

  • 租售 JDSU SWS15100/16100 扫频波长系统

    租售 JDSU SWS15100/16100 扫频波长系统

    扫频波长系统是表征无源光学元件波长依赖性的解决方案。SWS有两种波长范围:SWS15100系统扫描C波段从1520-1570nm,SWS16100提供扩展的L波段覆盖从1541-1630nm。两个系统都提供非常高的波长精度为±3 pm(±0.003nm),速度比宽带源/OSA或可调激光源/功率计系统快。SWS可以在不到90秒内完全扫描40信道DWDM的插入损耗。需要时在单踪完全覆盖范围C和L波段,发射器的信号可以与接收器中的可选双波段选择开关组合在一起。标准SWS包装包括:发射器柜、接收器底盘、并行端口连接器或可选数据采集板、应用软件和用户提供的计算机中的可启动激光源和源光学模块。可调谐激光器在可用的波长范围内提供窄的线宽光源。源光学模块执行实时波长测量并将其传输到接收器。在接收器上,一部分光被发送到参考检测器,而其余的光被发送到被测设备(DUT)。这个过程提供了一个精确的比率测量SWS的一个重要优点是能够同时测试组件的多个输出。随着输出数量的增加,每个组件的测试时间显著减少与更传统的测量技术相比。每个接收器标配一个控制模块和一个双探测器模块。带有额外的底盘和探测器模块,最多可以同时测试128个通道。一个发射机单元通常可以支持四个独立的接收站。由于SWS是一个具有分布式架构的模块化系统,因此只需要一根光纤就可以将发射机连接到每个接收机。主要特点和优点:绝对波长精度±3 pm同时测试组件的多个输出与更传统的测量技术相比,随着输出数量的增加,每个部件的测试时间的减少变得显著。同时可以测试多达128个通道,从而大大降低了测试仪器的成本。分布式结构,一个可调谐的激光源服务于多个接收器直观、强大的图形用户界面集成可调谐激光源全天候服务和支持符合CE应用:可用于研发和制造环境中,以测试全系列设备: DWDM分路器 带通滤波器 光纤布拉格光栅 隔离器 开关 衰减器 宽带耦合器/分路器 交织器测量参数: 偏振相关损耗(使用可选控制器) 插入损耗(IL) 带宽 中心波长分析参数: 通带 串扰 平坦度 隔离[img=,900,422]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903281202009590_7849_3388456_3.jpg!w900x422.jpg[/img][img=,900,347]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903281202087970_4559_3388456_3.png!w900x347.jpg[/img]

  • 【原创】激光的知识

    实际应用的激光器种类很多,如以组成激光器的工作物质来说可分为气体激光器、液体激光器、固定激光器、半导体激光器、化学激光器等。在同一类型的激光器中又包括有许多不同材料的激光器。如固体激光器中有红宝石激光器、钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器。气体型的激光器主要有He-Ne(氦-氖)、CO2及氩离子激光器等。由于工作物质不同,产生不同波长的光波不同,因而应用范围也不相同。最常用而范围广的有CO2laser及Nd:YAG激光。有的激光器可连续工作,如He-Ne laser;有的以脉冲形式发光工作。如红宝石激光。而另一些激光器既可连续工作,又可以脉冲工作的有CO2laser及Nd:YAG laser。   (一)固体激光器  实现激光的核心主要是激光器中可以实现粒子数反转的激光工作物质(即含有亚稳态能级的工作物质)。如工作物质为晶体状的或者玻璃的激光器,分别称为晶体激光器和玻璃激光器,通常把这两类激光器统称为固体激光器。  在激光器中以固体激光器发展最早,这种激光器体积小,输出功率大,应用方便。由于工作物质很复杂,造价高。当今用于固体激光器的物质主要有三种:掺钕铝石榴石(Nd:YAG)工作物质,输出的波长为1.06μm呈白蓝色光;钕玻璃工作物质,输出波长1.06μm呈紫蓝色光;红宝石工作物质,输出波长为694.3nm,为红色光。主要用光泵的作用,产生光放大,发出激光,即光激励工作物质。  固定激光器的结构由三个主要部分组成:工作物质,光学谐振腔、激励源。聚光腔是使光源发出的光都会聚于工作物质上。工作物质吸收足够大的光能,激发大量的粒子,促成粒子数反转。当增益大于谐振腔内的损耗时产生腔内振荡并由部分反射镜一端输出一束激光。工作物质有2条主要作用:一是产生光;二是作为介质传播光束。因此,不管哪一种激光器,对其发光性质及光学性质都有一定要求。  (二)气体激光器  工作物质主要以气体状态进行发射的激光器在常温常压下是气体,有的物质在通常条件下是液体(如非金属粒子的有水、汞),及固体(如金属离子结构的铜,镉等粒子),经过加热使其变为蒸气,利用这类蒸气作为工作物质的激光器,统归气体激光器之中。气体激光器中除了发出激光的工作气体外,为了延长器件的工作寿命及提高输出功率,还加入一定量的辅助气体与发光的工作气体相混合。  气体激光器大多应用电激励发光,即用直流,交流及高频电源进行气体放电,两端放电管的电压增压时可加速电子,带有一定能量,在工作物质中运动的电子与粒子(气体的原子或分子)碰撞时将自身的能量转移给对方,使分子或原子被激发到某一高能级上而形成粒子数反转,产生激光。气体激光器与固体激光器相比较,两者中以气体激光器的结构相对简单得多,造价较低,操作简便,但是输出功率常较小。因气体激光器中的工作物质不同。因此分中性(惰性)原子、离子气体、分子气体三种激光器。  中性原子气体激光器这类激光器中主要充有以惰性气体(氦、氖、氩、氪等)的物质。  氦-氖(He-Ne)激光器 首台氦-氖激光器诞生于1960年,它可以在可见光区及红外区中产生多种波长和激光谱线,主要产生的有632.8nm红光、和1.15μm及3.39μm红外光。632.8nm氦-氖激光器最大连续输出功率可达到一W,寿命也达到一万小时以上。借助调节放大电流大小,使功率稳定性达到30秒内的误差为0.005%,十分钟内的误差为0.015%的功率稳定度;发散角仅为0.5毫弧度。氦氖激光器除了具有一般的气体激光器所固有的方向性好,单色性好,相干性强诸优点外,还具有结构简单、寿命长、价廉、频率稳定等特点。氦氖激光在精确指示,激光测量,医疗卫生方面有很广泛的用途。  氦氖激光器的工作原理:氦氖激光器的激光放电管内的气体在涌有一定高的电压及电流(在电场作用下气体放电),放电管中的电子就会由负极以高速向正极运动。在运动中与工作物质内的氦原子进行碰撞,电子的能量传给原子,促使原子的能量提高,基态原子跃迁到高能级的激发态。这时如有基态氖原子与两能级上的氦原子相碰,氦原子的能量传递给氖原子,并从基态跃迁到激发的能级状态,而氦原子回到了基态上。因为放电管上所加的电压,电流连续不断供给,原子不断地发生碰撞。这就产生了激光必须具备的基本条件。在发生受激辐射时,分别发出波长3.39μm,632.8nm,1.53μm三种激光,而这三种激光中除632.8nm为可见光中的红外,另二种是红外区的辐射光。因反射镜的反射率不同,只输出一种较长的光波632.8nm的激光。  He-Ne激光器结构:此类激光器的结构大体可分为三部分,既放电管、谐振腔和激发的电源。现在临床上最常应用的为内腔式。  He-Ne激光的放电管,最外层是用硬质玻璃制成。放电的内管直径约2~3mm,管长几厘米到十几厘米,放电管越长功率越大,相应的放电电压就高。管内主要按5:1~10:1的比例充入氦氖混合气体达到总气压约2.66~3.99Pa。管的一端装有铝圆筒作阴极(其圆管状结构主要是为了减少放电测射),另一端装有钨针作阳极,放电管两端装有反射镜(即一头为全反射镜,出光一端为半反射镜)。这就构成了激光放电管。  在氦氖激光器中,采用的谐振腔有球面腔或平凹腔。一般腔镜内侧镀有高反射率的介质。在其中一端反射率为100%,另一端反射率由激光器的增益而定。放电毛细管长度约15~20cm,He-Ne激光器的半反射镜的半反射镜的反射率98.5%~99.5%。谐振腔的轴线和放电毛细管轴偏离不超过0.1mm。  He-Ne激光器的外界激励能源与固体激光器不相同,不能使用光泵激励,而采用电激励的方法。把工作物质封入放电管中,供以直流、交流及射频等方式激励气体放电。通过放电过程把能量传给工作物质,促使气体中的离子、原子被激发。医疗中使用的激励方法主要是以直流电激发出光。大体结构主要有高压变压器、整流与滤波回路、限流与稳流回路组成。

  • 布鲁克的机子激光器出问题

    布鲁克的机子激光器出问题,换样品测的时候激光器必然熄灭是什么原因啊,改变下波长时又亮了。还有超过60S的扫描时间还是熄灭了,求助,

  • 新书推荐《激光光谱学》(第一卷)

    新书推荐《激光光谱学》(第一卷)

    书名:激光光谱学(原书第4版第1卷基础理论)作者:(德)沃尔夫冈·戴姆特瑞德出版社:科学出版社出版时间:2012-02-01页数:387装帧:平装ISBN:9787030331670封面:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305061328_438559_1617441_3.jpg内容介绍:《激光光谱学(原书第4版第1卷基础理论)》是W. Demtrcjder教授撰写的两卷本激光光谱学教科书的第1卷,由姬扬译。这套教科书全面地介绍了激光光谱学的基本原理和实验技术,详尽描述了激光光谱学当前研究的全貌。作者多年从事激光光谱学的研究工作,对学科前沿动态了如指掌。全书的文笔简练、叙述翔实,更配有大量插图和实例,是一本非常优秀的教科书。 第1卷介绍了激光光谱学的基本原理。在简短的导论(第1章)之后,概述了光吸收和光发射(第2章)以及谱线的宽度和形状(第3章)中所涉及的基本概念,然后详细介绍了各种类型的光谱仪器(第4章)和激光器(第5章),从理论和实验两个方面为深入理解激光光谱学奠定了坚实的基础。第2卷具体介绍激光光谱学的实验技术、最新进展以及多种应用范例。 目录:译者的话第四版序言第三版序言第二版序言第一版序言第1章 导论第2章 光的吸收和发射2.1 腔模2.2 热辐射和普朗克定律2.3 吸收、受激辐射和自发辐射2.4 基本光度学量2.4.1 定义2.4.2 大面积上的照明2.5 光的偏振2.6 吸收谱和发射谱2.7 跃迁几率2.7.1 自发辐射跃迁和无辐射跃迁的寿命2.7.2 半经典描述:基本方程2.7.3 弱场近似2.7.4 宽带激发下的跃迁几率2.7.5 唯象地考虑衰减现象2.7.6 与强场的相互作用2.7.7 跃迁几率、吸收系数和谱线强度之间的关系2.8 辐射场的相干性质2.8.1 时间相干性2.8.2 空间相干性2.8.3 相干体积2.8.4 相干函数和相干度2.9 原子系统的相干性2.9.1 密度矩阵2.9.2 相干激发2.9.3 相干激发系统的弛豫2.10 习题第3章 谱线的宽度和形状3.1 自然线宽3.1.1 发射谱的洛伦兹线形3.1.2 线宽与寿命之间的关系3.1.3 吸收跃迁的自然线宽3.2 多普勒宽度3.3 谱线的碰撞展宽3.3.1 唯象描述3.3.2 相互作用势与谱线展宽和位移的关系3.3.3 碰撞引起的谱线变窄3.4 渡越时间展宽3.5 谱线的均匀展宽和非均匀展宽3.6 饱和展宽和功率展宽3.6.1 光学泵浦引起的能级粒子数饱和3.6.2 均匀展宽谱线的饱和展宽3.6.3 功率展宽3.7 液体和固体中的谱线形状3.8 习题第4章 光谱仪器4.1 光谱仪和单色仪4.1.1 基本性质4.1.2 棱镜光谱仪4.1.3 光栅光谱仪4.2 干涉仪4.2.1 基本概念4.2.2 迈克耳孙干涉仪4.2.3 傅里叶光谱4.2.4马赫–曾德尔干涉仪4.2.5 萨格纳克干涉仪4.2.6 多光束干涉4.2.7平面法布里–珀罗干涉仪4.2.8共焦型法布里–珀罗干涉仪4.2.9 多层介质膜4.2.10 干涉滤光片4.2.11 双折射干涉仪4.2.12 可调谐的干涉仪4.3 光谱仪和干涉仪的比较4.3.1 谱分辨本领4.3.2 采光本领4.4 波长的精确测量4.4.1 波长测量的精密度与准确度4.4.2 当代的波长计4.5 光的探测4.5.1 热探测器4.5.2 光电二极管4.5.3 光电二极管阵列4.5.4 电荷耦合器件4.5.5 光电发射探测器4.5.6 探测技术和电子仪器4.6 结论4.7 习题第5章 激光:光谱测量中的光源5.1 激光的基本知识5.1.1 激光器的基本元件5.1.2 阈值条件5.1.3 速率方程5.2 激光共振腔5.2.1 开放式光学共振腔5.2.2 开放式共振腔中的场分布5.2.3 共焦式共振腔5.2.4 一般性的球型共振腔5.2.5 开放式共振腔的衍射损耗5.2.6 稳定共振腔和非稳定共振腔5.2.7 环形共振腔5.2.8 被动式共振腔的频谱5.3 激光发射谱的特性5.3.1 主动式共振腔和激光模式5.3.2 增益饱和5.3.3 空间烧孔5.3.4 多模激光和增益竞争5.3.5 模式拖曳5.4 单模激光的实现5.4.1 选择谱线5.4.2 横向模式的抑制5.4.3 单纵模的选择5.4.4 光强的稳定5.4.5 波长的稳定5.5 单模激光器的波长可控调谐15.5.1 连续可调谐技术5.5.2 波长的校准5.5.3 频率偏移的锁定5.6 单模激光的线宽5.7 可调谐激光器5.7.1 基本概念5.7.2 半导体二极管激光器5.7.3 可调谐固体激光器5.7.4 色心激光器5.7.5 染料激光器5.7.6 准分子激光器5.7.7 自由电子激光器5.8 非线性光学混频技术5.8.1 物理背景5.8.2 相位匹配5.8.3 二次谐波生成5.8.4 准相位匹配5.8.5 和频与高阶谐波的产生5.8.6 X射线激光器5.8.7 差频谱仪5.8.8 光学参量振荡器5.8.9 可调谐的拉曼激光器5.9 高斯光束5.10 习题习题解答参考文献阅读心得:我的工作是直读光谱分析,在一次搜索相关书籍时找到这套书,马上拍了下来,介绍了很多理论性的知识,虽然有点难懂,但是阅读完后再理解直读的理论会有很大的帮助。其他方面的知识也长了不少,很值得一读。

  • 分析高温辐射温度计激光能量法

    激光能量法具有几下特点:    a)激光辐射源本身的温度可以很低,避免了现有黑体辐射源因本体材料的耐热性导致的温度上限不能超过3200℃的情况,因此温度上限可以很高。由于采用激光器代替了黑体炉作为辐射源,其输出的能量完全可以满足辐射温度计对高温校准的要求。    b)使用方便。从键盘输入辐射温度计光学系统的通光孔径r,辐射温度计与被测目标的距离R为1000mm时,目标能够辐射到辐射温度计面积S,光学系统光谱范围的上、下限波长λ1,λ2和温度值T0i后,激光辐射源即可直接输出对应于温度T0i的辐射能量φ0λ1,λ2(T0i)。    c)激光能量法属于绝对法校准,不需要标准温度计。同时,也不同于一般的绝对法校准,不需要定义固定点和内插方程。采用标准激光功率计作为标准器,通过激光辐射源的输出能量来获得对应于热力学温度T0的辐射能量φ0λ1,λ2(T0i)。标准激光功率计对激光辐射源的输出能量进行测量,并进行自校准。    d)节省时间。激光辐射源没有升温和恒温过程,所以可实现快速校准、检定。    e)校准时,可不考虑辐射温度计的距离系数。    f)激光能量法主要用于高温范围辐射温度计的校准、检定,所以不必考虑环境辐射的影响。    激光辐射源输出激光的波长应在辐射温度计的有效波长范围之内。由于激光辐射源不是黑体辐射源,所以输出激光的波长必须与辐射温度计相适应。也就是说,一台通常单频率的激光辐射源不能满足校准所有辐射温度计的需要。在校准装置中,工作波长不同的多台激光辐射源可共用一套控制系统。若采用频率可调的激光器可克服此问题。    校准时,应注意辐射温度计与激光束的同轴。因为激光束很窄,若瞄准不好可能使激光束打不到探测器上。    在不确定度的评定过程中,由于条件所限,没有考虑辐射温度计光学系统光谱透过波长的测量误差问题。因波长测量误差会导致辐射能量的计算误差,最终对校准结果产生影响。同时,也没有考虑辐射温度计光学系统的通光孔径r,辐射温度计与被测目标的距离R为1000mm时,目标能够辐射到辐射温度计的面积S的测量误差,这两项误差将对计算辐射能量直接产生影响。对此,将在今后的研究中加以解决。    对激光能量法与黑体辐射源法校准辐射温度计的差异还有待理论及实践的探讨与研究。

  • 【分享】俄提出伽马射线激光器研发新方案

    2011年05月04日 来源: 科技日报 作者: 常丽君  本报讯 长期以来,建造原子核伽马激光器一直是个难题。据美国物理学家组织网5月2日报道,莫斯科大学核物理专家最近提出了一种新方案,并从理论上证明,钍原子核受激产生的伽马辐射也能发出相干“可见”光。相关研究发表在最近出版的《物理评论快报》上。   尽管原子核伽马射线激光也是以受激辐射为基础,但操作起来却和普通激光大不相同。在通常物质中,处于低能级的原子数大于处于高能级的粒子数,为了得到激光,必须使高能级上的粒子数目大于低能级上的原子数目,这种情况称为粒子数反转。在普通激光中,粒子数反转是让高能态电子比低能态电子多。普通激光的光子由原子或离子发出,而伽马射线激光的光子是由原子核发出,也称为原子核光。  原子核光的产生至少要克服两个基本难题:一是积累一定量的同质异能原子核(能长时间保持激发态的原子核),二是缩小伽马射线发射界限。莫斯科大学核物理学院的尤金·塔卡利亚解释说,他们利用钍元素的独特原子核结构,满足了这些要求,与外部激光的光子直接反应的是钍原子核,而不是它的电子。  研究小组使用了一种锂—钙—铝—氟(LiCaAlF6)混合物,并用钍替代了其中一些钙。当足够数量的同质异能钍原子核被外部激光激发后,原子核跟周围的电磁场发生反应,产生了粒子数反转,使整个系统中激发态的原子核多于非激发态原子核。然后,原子核能够发射或吸收光子而不会反冲,能发光而不会损失能量。  塔卡利亚表示,该研究中的原子核伽马射线激光只能发射“可见的”真空紫外光或称视觉范围的伽马射线。其应用之一是,可作为原子核频率的度量标准,即“原子核钟”。此外,该设备还可用以测试许多自然界的基本属性,如衰变指数定律和精细结构常数的变化效应等。(常丽君)

  • 半导体激光器的优点和缺点有哪些?

    [font=&]半导体激光器又称激光二极管(LaserDiode,LD),是二十世纪八十年代半导体物理发展[/font][font=&]的最新成果之一。[/font][font=&]半导体激光器的优点是体积小、重量轻、可靠性好、使用寿命长、功耗低。此外,半导体激[/font][font=&]光器采用低电压恒流供电方式,电源故障率低、使用安全,维修成本低。目前,半导体激光[/font][font=&]器的使用数量居所有激光器之首,某些重要的应用领域,过去常用的其他激光器,已逐渐被[/font][font=&]半导体激光器所取代。此外,半导体激光器品种繁多,既有波长较长的红外、红光,也有波[/font][font=&]长较短的绿光、蓝光,可以利用这些优势拓展激光粒度仪的测量范围, 提高测量精度。[/font][font=&]早期的半导体激光器激光性能受温度影响大,光束的发散角也大( 一般在几度到 20 度之[/font][font=&]间 ),所以在方向性、单色性和相干性等方面的性能并不理想。但随着科学技术的迅速发展,[/font][font=&]目前半导体激光器的的性能已经达到很高水平,光束质量也有了很大提高,因此世界上大多[/font][font=&]数品牌的激光粒度仪都使用半导体激光器做为光源,半导体激光器用作激光粒度仪的光源时,[/font][font=&]在控制电路上须采取恒流和恒温措施,以保证输出功率的稳定。[/font]

  • 投入高陷困境 谁来拯救玩不起的高能物理

    光纤激光点亮未来粒子加速器2013年08月21日 来源: 中国科学报 作者: 张冬冬 迟早,这些野心将会陷入困境——除非一些花费彻底便宜下来的新加速器技术得以实现。 在不断发展的高能物理隧道的尽头,光还会是光吗?该领域对更强大加速器的追求正在与社会为其支付费用的意愿相冲突。 高额投入带来困境 瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究组织(CERN)中的大型强子对撞机(LHC)拥有27公里长的圆形隧道,探测器和教堂差不多大,其费用有将近100亿美元。接下来,物理学家想要建造一个31公里长的国际直线对撞机,费用高达250亿美元,并且他们还在探讨建造更大的机器和更长的隧道。迟早,这些野心将会陷入困境——除非一些花费彻底便宜下来的新加速器技术得以实现。然而,一个欧洲物理学家团队在简单的光纤激光器中看到了希望。 几十年前,研究人员就已经知道激光脉冲可以加速带电粒子,但直到几年前,他们才能用该方法产生足够高质量的粒子束。余下需要克服的问题就是数量:能够在合理的效率下,以足够高的重复率产生足够强烈脉冲的激光并不存在。 现在,一些欧洲物理实验室的联盟称,它们可以在不建造一个新的高能激光机器的情况下满足必要的条件。这就需要使用光纤激光器——它们是电信行业的主力,并将其所有的产出结合成为一个超级粒子束。在欧盟为其长达18个月的试点项目投资50万欧元后,这些实验室使用64个光纤激光器顺利合并光束。如果欧盟下一个7年研究预算允许(目前尚未敲定),他们希望用成千上万个光纤扩展建成一个全尺寸的激光器。 循序渐进的尝试 物理学家不仅到达了国家预算的极限,同时也到了技术的极限。为了寻找新的物理现象,他们最终会加速轻子——比如电子和正电子——至超过5TeV(5万亿电子伏特)的能量。不过,若想使用今天的技术到达这一步,将耗费数百兆瓦(MW)的电力,相当于一个中型电站的所有输出。“没有技术可以为超过5TeV的轻子对撞机服务。”法国原子能委员会实验室的Roy Aleksan如是说。其难题在于,目前用于加速离子的无线电波无法提供足够大的动力,因此需要大量连续的微波腔以达到高能量。而这些微波腔并不能很有效地将插接电转化为电子束功率。 30多年前,美国加州大学洛杉矶分校的John Dawson和Toshiki Tajima提出了一个截然不同的策略:在激光激起的等离子体中对粒子进行加速。等离子体本质上是一种带电粒子(离子和电子)的气体。如果一个高能激光脉冲发射到等离子体中,激光的电场会排除那些很轻的电子,而更重的离子则很少移动,其尾流中就会有缺乏电子的正电荷泡沫,随后会出现一个负电荷(在电子重新涌入时形成)区域。结果就会形成一个和脉冲前进方向平行的强大电场。这种“尾流电场”可以大幅加速电子——来自等离子体的电子或是专门注入其中加以利用的电子。 当Dawson和Tajima提出这种尾流电场加速技术时,激光脉冲还无法足够短促有力。不过,20世纪80年代中期罗彻斯特大学的Gérard Mourou和Donna Strickland发明了啁啾脉冲放大(CPA)技术。通过该技术,研究人员可以得到10~100GV/m(GV/m为十亿伏每米)强度的尾流电场,比传统的射流加速(10~50MV/m)的能量强度要高3个数量级。不过粒子物理学家并没有严肃对待这种技术,因为它生产出的是质量差和低亮度的粒子束。 然而,2006年,加利福尼亚的伯克利国家实验室在仅仅3.3厘米长的等离子管道中创造出了一个高质量的1-GeV(十亿电子伏特)电子束时,怀疑者们开始对其刮目相看。2009年,国际未来加速器委员会和国际超高强度激光委员会设立了一个联合工作组,旨在调查这些新型激光技术如何帮助加速器的发展。在2011年发表的报告中,工作组草拟了一项计划——使用成百上千个激光等离子体模块构成的正负电子对撞机来加速粒子。该机器将比现在的加速器小很多——不过几千米长——而且很可能成本要小得多,而它将能够达到1到10TeV的能量。 光纤激光器登场 不过必要的激光器仍然不存在。尽管CPA使研究人员创造了具有足够高峰值功率的激光脉冲,但这种激光器通常会一秒一次地进行发射,对于产生强烈的粒子束来说过于缓慢。对应TeV数量级加速器的激光器需要每秒产生数以千计甚至数以百万计的脉冲,以避免巨大的能量消耗,同时还需要高的功率转换效率。“这就需要使其整体得到提高:高峰值功率、平均功率和效率。”Aleksan称。 该报告提出了一个长期的研发项目来开发必要的激光器。不过,目前在巴黎高等理工学院工作的Mourou有一个更好的想法:使用一个在电信行业中很普遍且便宜的工具,即光纤激光器——仅仅是掺杂了镱的光纤。在加入其他来源的光后,光纤激光器可以在高效率下以高重复率产生粒子束。而它们所缺少的是产生超短、大功率脉冲的能力。 因此,Mourou提出,联合成千上万个光纤激光器的产出以创造一个可以驱动TeV加速器的光束。该系统会通过从种子激光器中获得短脉冲、将脉冲拉伸并在大量光纤激光器中放大来进行运作。之后这些脉冲就会重新组合成一个单独的光束,并被压缩产生短的、大功率的脉冲,再将成千上万个光纤激光器产生的脉冲组合成为一个单独的光束。所有的光束都必须很精确地处于各自的相位,否则一些光束会破坏性地干扰其他光束,从而减弱最终形成的光束的能量。“人们觉得这很疯狂。”Mourou称。 Mourou促成了国际相干放大网络(ICAN)与CERN、英国南安普顿大学、德国弗劳恩霍夫研究所的同行的合作。在一年半的研究后,他们表示这种相干组合可以实现。在其于今年早些时候完成的最终验证中,他们将64个光纤激光器组成8×8的方阵,使其光束平行出现。在允许光束可以轻微重叠的前提下,研究人员能够观测到每个光束和离其最近的4个相邻光束的干涉模式。摄像机记录了这些模式,在检测了相位中的任何差异后,一个反馈回路会回到有问题的光纤激光器中,并立即调整相位恢复正常。 检测并调整一个粒子加速器所需要的约3万个光纤激光器是十分艰巨的任务——Mourou认为其艰巨程度相当于设计欧洲极大望远镜所遇到的挑战。不过ICAN的验证证明了这一原理的可行性。 ICAN项目吸引了其他看到高峰值功率和快速脉冲激光器希望的组织的注意。相同的技术可以为被称作自由电子激光器的一种X射线光源提供低成本的电子束来源;还可以提供癌症治疗的质子束以及医疗同位素。“ICAN项目预示着在基于激光和等离子体的粒子加速领域的一场革命。”俄罗斯罗蒙诺索夫莫斯科国立大学Skobeltsyn核物理研究所的Alexander Pukhov如是说。 在该项目的技术应用于其他领域之前,Mourou和其团队需要证明他们可以建造一个具有所需功能的全面的激光器。如果下一个欧盟研究预算可以提供他们所需的300亿欧元资金,他们也许可以说明其原理论证是否预示着粒子物理学的光明未来,还是仅为昙花一现。“他们需要开发出一个加速器。”Aleksan说,“然后人们就可以说‘这正是我们可以使用的东西’。”(张冬冬)

  • 【讨论】傅立叶光谱仪中激光器的作用讨论及疑问

    一是采样,如果使用632.8nm的He-Ne激光器,因为激光本身被调制成余弦曲线,x轴为光程差,一个余弦周期应该是632.8nm。采样时,用这个余弦干涉图监测扫描测量全过程,当余弦波过零点,通过触发器对样品干涉图采样,获得数字化干涉图。我的问题在这里,余弦波过零点的时候,光程差是316.4nm,也就是说干涉图是316.4nm采样一次?感觉非常之宽啊。还是我的理解有误?第二个作用是监控动镜移动。这个作用很明显。不多说了。

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