脉冲激光应用

脉冲激光沉积系统 PLD脉冲激光沉积系统 Pulsed laser deposition 是制备高通量多晶薄膜, 外延薄膜和多层异质结构和超晶格结构的物理气相沉积设备, 通常需要保证本底真空度达到 10-8mbar, 同时高真空环境对系统配置的 RHEED 及温控系统等关键设备的寿命也至关重要.

脉冲激光沉积（Pulsed Laser Deposition, PLD），是一种利用激光对物体进行轰击，然后将轰击出来的物质沉淀在不同的衬底上, 得到沉淀或者薄膜的一种手段. PLD 系统由多个真空腔体组成，整个系统需要超高真空且不能引入任何杂质，对环境的清洁度要求较高，必须配备无油干泵和分子泵抽真空。由于各个辅助腔体体积较小, 因此特别适合使用 pfeiffer Hicube 系列分子泵组. 伯东公司销售维修的 Pfeiffer 分子泵组因其结构紧凑体积小，清洁无油（前级泵配备干泵）、抽速快、极限真空度高达10-11mbar等优点一经上市好评如潮。

采用立陶宛Ekspla公司的PL2201JE型千赫兹高重复频率皮秒脉冲激光器的二倍频355nm输出的激光束，聚焦后和电压脉冲交替施加在钨金属靶上，观察所产生离子的飞行时间谱特征。

利用LaVision公司的高速图像增强器HS-IRO和高速相机相结合，构成高速时间分辨激光诱导荧光测量系统。测量了OH-自由基和CO自由基。并着重研究了在下一代燃烧系统中解析相关化学和物理过程的超短脉冲激光技术。

飞秒激光具有超短脉冲和超高电场强度两个特征。它已广泛应用于物理化学反应的动力学过程分析和热效应可忽略的超精细加工。在这个过程中，飞秒激光显示出与皮秒、纳秒脉冲不同的特性，如热影响区域小、作用效果能够超过光学衍射极限、良好的空间选择性等。这些特性在许多领域有着重要的应用价值，如超精细加工、微光子器件制造、医学精密手术、高密度三维光存储等。本文针对这一领域中的一些问题进行了讨论，特别是对飞秒激光脉冲与透明介质非线性相互作用进行了初步的研究。1分别使用脉冲宽度为ps和fs量级，波长为800nm，重复频率lkHz的激光脉冲，在熔融石英中形成了单发脉冲导致的损伤位点阵列。并对单个损伤位点，使用光学显微镜和图像传感器对其形态进行了观测。分析了激光照射后沿入射光方向将出现分立的损伤结构原因。另外，发现透明介质的材料损伤阈值与聚焦条件有关系，随着数值孔径的增加，阈值能量逐渐减小。2使用不同脉冲宽度的激光照射白宝石晶体，得到不同的损伤形态。白宝石在rlS激光脉冲作用下形成的典型的“米”字形结构，这与白宝石晶体结构相对应。在2．Ips激光脉冲作用下，晶体内部产生的“十”字形损伤。fs激光脉冲聚焦到白宝石内部时，出现“一”字形结构。损伤外型与偏振方向无关，显然不同脉宽的激光照射晶体产生不同的热效应。3近红外飞秒激光在石英玻璃照射后诱导产生色心，分析认为，在近红外飞秒激光强度低于宏观破坏阈值时，纯石英玻璃中SiE’心的形成主要是由于超短脉冲激光引起的焦点区域激光能量沉积和激子自陷引起的，属于玻璃网络的本征结构改变。4采用高温熔融法制备了银掺杂的锂铝硅酸盐微晶玻璃。经近红外飞秒激光照射和热处理后，通过显微镜观察及x射线衍射分析，发现玻璃内部形成以银原子为晶核的工f204，2033Si02多晶结构微晶，晶体细小，呈乳白色，为六方晶系。呈现空间取向分布结构。飞秒激光照射部位玻璃折射率发生明显变化，出现析晶：末照射部位折射率无明显变化，仍为玻璃体。

大多数时候，在购买产品时，我们会寻找质量、价值和创新等基本特征。在激光世界中，情况更为复杂，因为这些工具有各种参数（脉冲持续时间、波长、峰值功率、能量或重复率）。当激光器用于具有挑战性的材料加工应用时，对这些参数的要求可能非常严格。

本方案介绍了一种基于广泛使用的激光脉冲法技术开发的块状和薄膜材料热扩散率测量技术，这种技术的核心是测量激光脉冲发出时间与脉冲到达探测器所需时间。同时采用实验室搭建的试验装置和计算模型，模拟了探测器的响应和由于空气对流所带来的热损失。这种方法的优点是可以不需要在真空条件下就可以准确测量热扩散率。在试验中，激光脉冲照射一端固定在热沉上另一端自由悬浮的长试样，通过电阻温度传感器，测量激光热脉冲在已知距离上的传输。对银线进行了测量，测量结果与参考值吻合的很好。作为一个重要的应用，这种方法测量其他方法很难测试的薄膜的试样热扩散率。例如我们测量了附着在陶瓷衬底上的石墨烯薄膜。通过采用计算模型和简单试验过程，可以有效和准确的各种薄膜材料的导热系数。

在采用激光脉冲法进行测试时，如果被测试样太薄，测试得到的热扩散率数据会存在较大误差。在这种情况下，由激光触发脉冲所引起的不可避免的尖峰与试样背面温升之间会产生相互影响，数据采集会记录下这两种信号的重叠，采用系统的标准算法则会低估被测试样的热扩散率。因此，这种脉冲尖峰与背温响应叠加的不正确计算处理是目前研究的趋势。同时，本文介绍了如何采用一种计算方法转换和修正较薄试样相应的热扩散率测量值。

采用立陶宛Ekspla公司的Ekspla NL640 型二倍频SHG调QNd: YAG激光器。脉冲宽度10ns。波长532 nm. 重复频率200 Hz。聚焦光腰直径20μ m.焦点处光功率密度可达113MW/cm^2。采用Z扫描技术对掺镧TiO2纳米阵列的线性和非线性光学响应特性进行了实验研究。

描述了测量树脂基复合材料导热系数测量过程中稳态法和激光脉冲法的选择，建议选择稳态法进行导热系数测量更准确。

测量系统由四台Big Sky CFR400型Nd:YAG激光器做光源。单台脉冲能量200毫焦。分成两组。互相成正交偏振输出。成像测量部分由4台sCMOS相机和4台PCOedge型相机构成。整套系统可灵活配置成多种层析PIV测量系统。对风洞中的流场进行了高空间分辨率的测试。

采用Ekspla 独有的PGX11系列窄线宽皮秒光学参量发生器中的PG711/DFG-SH型波长可调谐皮秒脉冲激光，泵浦掺氟光纤，产生中红外，覆盖2-5微米光谱波段，超宽，超连续谱。

在FBG以及其他布拉格光栅刻写领域，先锋科技可提供深紫外准分子激光器、深紫外连续激光器、深紫外准连续脉冲激光器以及超快直写平台。无论是掩膜干涉刻写、全息刻写、深紫外直写、超快直写，先锋科技都可为您提供性能优越稳定、使用成本优化的激光器

但是，自相关仪得到的只是一个大概的脉宽数据，它只能大概估算简单脉冲波形的形状，而对于复杂的波形，自相关仪的测试可能就会出现偏差。如下图两个脉冲。两束脉冲的形状是不一样的，但是，脉冲波形却一致。自相关仪的局限性，迫使另一种超快激光测量技术的发展——FROG。

现如今，光纤激光器凭借它体积小、成本低、稳定性强、光束质量好等优势，已逐渐成为国内外用于研发与应用的主流激光器之一。以1550 nm光纤激光器为例，其激光器的基本结构十分简单，如下图所示，将980 nm的半导体激光作为泵浦光（PUMP），通过波分复用（WDM）耦合进光纤激光器的谐振环，激发环内的掺铒有源光纤，在谐振环中受激辐射生成1550 nm激光。隔离器（ISO）是为了抑制另一个方向的激光，增加输出效率。在正确的谐振方向下，激光每传输一圈后通过10：90耦合器进行分束，提取10%的能量作为输出光，剩下的90%继续在环内被掺铒光纤放大。

采用LaVision公司的粒子成像测速系统，对冲击激波碰撞影响下的横向喷射-腔体相互作用进行了研究。测试系统包括一台200毫焦的双脉冲激光器和IagerProX型CCD相机。

本文介绍了一种闪光法热扩散系数测试规范——闪光能量外推法，即在样品恒温阶段采用一系列不同大小的闪光脉冲加热能量进行测试，然后将相应的热扩散系数测试结果外推至零加热能量，由此准确得到与试验参数（样品厚度和加热能量）无关的热扩散系数准确值。

光声成像技术的简单原理是：当物质（比如生物组织）被脉冲宽度为若干纳秒的激光脉冲照射时，物质会吸收激光能量并将其转换为热能，会产生瞬间的热膨胀并迅速的恢复，这个瞬间膨胀并恢复的微小弛豫过程会导致频率落在超声波段的振动，这个振动是可以方便的被超声波换能器接收并实现超声波成像。简而言之，就是脉冲光诱导超声，后续实现超声成像，即光声成像（Photoacoustic Imageing) .

采用立陶宛Ekspla公司PL2250型皮秒脉冲Nd:YAG激光器输出的532nm和 1064nm波长，30ps脉宽,10Hz重复频率的激光脉冲，激发石墨混合物中的固体三硝基甲苯观测其拉曼和时间分辨脉冲光声光谱用于识别双共振光学声子信号。

啁啾脉冲放大（Chirped Pulse Amplification, CPA）技术是产生超短脉冲、超高峰值功率激光的一种技术。作为商品化TW - PW 飞秒激光器制造商，Amplitude在钛宝石泵浦领域具备多年的经验和技术。

应用立陶宛Ekspla公司SL-334型高能量亚纳秒（150皮秒）脉冲Nd:YAG激光器输出的1064, 532,266nm 单脉冲能量500,240, 和 80 mJ激光脉冲以及5倍频213nm 输出四种波长合束位一束实现单发四色Z-箍缩过程等离子体诊断。

由于使用了灵活的激光光束来扫描，甚至非圆形且具有复杂外形的小孔都可以得到。在制造尺寸很小的孔的方面，已经有一系列非接触、无摩擦的技术，它们使用 了紧密聚焦的光束，这些技术已经在微电子制造工艺和发动机零件的制造中建立了一定地位。如果小孔必须是圆锥形，将遇到特别的困难，因为在打孔方向上直径不 断在增加。这种几何形状在一些零件中是需要的，比如喷嘴组件，它们从反向是无法达到的。科学家已经开发

在公共场所的空气消毒应用中，大气压介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，DBD)等离子体是一种新兴且有前景的技术。放电电源是其中的关键因素，但其对等离子体空气消毒性能的影响尚不清楚。 作者采用纳秒脉冲电源驱动一种新型光栅式DBD阵列,实现快速单次通过空气消毒。揭示了脉冲参数和环境因素对放电特性和单次细菌灭活效率的影响。为纳秒脉冲DBD的放电特性和空气消毒研究提供了基础认知。

目前对于羟胺的检测大多采用滴定法，分光光度法等，实验操作复杂，灵敏度低。本实验采用离子色谱法脉冲安培法分离测定羟胺、2-羟乙基肼、肼，分离度好，灵敏度高，操作简便，建立了一种有效利培酮中羟胺的方法。

本实验采用离子色谱法脉冲安培法分离测定7种核苷，分离度好，灵敏度高，操作简便，建立了一种有效检测尿液中核苷的方法。

测试电池和电池材料的性能有许多不同的方法，传统方法包括长期循环、确定循环寿命和容量衰减；电化学阻抗谱（EIS）分析内部电阻、电容和其他特性；模拟真实的电池使用状况和电池管理，对电池快速、大电流脉冲研究，本应用报告旨在表明我们的设备可以处理这些苛刻的应用，过后仍需要您进一步研究，看看电池是否可以响应这些类型的脉冲。

离子色谱分离脉冲安培检测器测定利培酮中羟胺的方法操作简便，重现性好，线性范围内相关性好，准确度高，有较高的实用价值。

离子色谱分离脉冲安培检测器测定尿液中核苷的方法操作简便，重复性好，线性范围内相关性好，准确度高。核苷类化合物用液相色谱法来分析非常成熟，但未见离子色谱分离的报道，且离子色谱的方法前处理简单，核苷附近的杂质峰的干扰比较少，具有较高的实用价值。

有时沉积物或固体样品(多矿物样品)中的矿物分离是不可能的，特别是在矿物连生的情况下。脉冲(即短光激发)激发是利用不同矿物的发光信号的不同衰减时间来检测主要来自单一矿物的发光信号。?分离不同矿物的发光信号?避免繁琐的样品准备?参见空间分辨发光

通过CO 或 H2 脉冲化学吸附可用来评估金属分散度。一般 CO 用于脉冲化学吸附，因为 CO 的吸附力强于 H2。另一方面，有时H2是个更好的选择，因为它的毒性低且化学计量恒定。 当在与CO脉冲测量相同的条件下进行H2脉冲测量时，获得的金属分散度比CO脉冲测量低得多。本应用报告指出了以适当测量条件进行H2脉冲测量，可获得与 CO脉冲测量相同的结果。