一、作为X激光增益介质的激光等离子体特性（论文文献综述）
姜杉[1]（2015）在《等离子体Z箍缩过程与类氖氩软X射线激光的研究》文中提出软 X射线激光,由于其具有的波长短、单色性好、脉冲窄等其他光源不能同时拥有的特点,在诸如高温高密度等离子体诊断等领域,具有无法替代的应用前景。目前,在众多的小型化软X射线激光方案当中,毛细管放电软X射线激光具有装置体积小、搭建运行成本低、单发能量高、重复频率高等特点,是最有希望实现大规模实验室应用的方案。在理论和实验两方面,对毛细管放电软X射线激光进行深入研究。理论上模拟了毛细管放电等离子体Z箍缩过程。实验上,在低气压成功实现毛细管放电46.9 nm软X射线激光的基础上,本论文搭建了一整套,大电流主脉冲毛细管放电软X射线激光装置,开展类氖氩软X射线激光研究。在理论方面,编写了一维柱对称磁流体力学程序,并利用该程序对不同内径毛细管中,不同初始气压的Z箍缩过程进行了模拟,得出Z箍缩过程中等离子体状态的空间分布随时间的变化。通过模拟获得了在激光产生时,如电子温度、电子密度、类氖氩离子密度等状态在空间上的分布情况。对内径、初始气压对毛细管中的Z箍缩过程的影响进行了分析。对使用内径3.2 mm和4.0 mm毛细管的最佳气压条件下,增益系数之间的差别进行了分析。利用大电流主脉冲毛细管放电装置,进行毛细管放电软X射线激光研究。同时,研究预脉冲过程中的等离子体状态,以及Ar原子和Ar+离子丰度随时间的变化。对预电离等离子体进行诊断,测量了由预电离等离子体发出的自发辐射强度随时间的变化,以及时间积分光谱,研究不同预脉冲条件对软X射线激光的影响。利用内径为3.2 mm和4.0 mm的陶瓷毛细管,在主脉冲电流幅值为26 k A的条件下,研究了气压和预主脉冲延时对毛细管放电泵浦类氖氩6.9 nm软X射线激光实验的影响并获得了最佳实验参数。使用内径4.0 mm和3.2 mm陶瓷毛细管时,在最佳条件下测得46.9 nm激光的增益系数分别为0.86 cm-1和1.3 cm-1,实现了46.9 nm激光的深度增益饱和。深入研究了毛细管放电46.9 nm激光的脉冲持续时间和激光光强分布。首先,在激光脉冲宽度方面,分别利用内径3.2 mm和4.0 mm毛细管,在最佳初始气压条件下,测量了激光脉冲宽度随增益介质长度的变化。同时,模拟了激光脉冲宽度随增益介质长度的变化,解释了激光脉冲宽度的演化机理。测量了不同初始气压条件下的激光脉冲宽度。结合等离子体Z箍缩过程的理论研究结果,对不同气压条件下的激光脉宽演化过程进行了分析。利用软X射线平场谱仪,对内径3.2 mm和4.0 mm毛细管中,不同初始气压条件下获得的激光光强分布进行测量,计算最佳条件下的激光束散角,并对实验结果进行分析。针对实现毛细管放电类氖氩69.8 nm C线和72.6 nm E线的激光输出开展了研究。首先,通过降低主脉冲电流幅值和降低初始Ar气气压,获得了较高的电子温度和较低的电子密度的Z箍缩等离子体,该等离子体状态有利于69.8 nm和72.6 nm激光输出。实验中,在主脉冲电流幅值12 k A和初始气压14 Pa的条件下,实现了69.8 nm和72.6 nm激光输出,其中69.8 nm激光增益系数达到0.34 cm-1,增益长度积达到11。同时利用MHD程序对产生69.8 nm激光时的等离子体状态进行了模拟,对产生69.8 nm激光的等离子体状态进行了分析。本文对毛细管放电过程中的等离子体Z箍缩过程,以及其对类氖氩软X射线激光的影响进行了细致的研究,所得的理论和实验结果,对毛细管放电软X射线激光的发展具有的一定的推动作用。
黄灿[2]（2020）在《钙钛矿基微纳激光器及其调控研究》文中研究表明现代信息技术一个重要发展趋势是器件的小型化、低功耗、以及工作速度的提升。半导体激光器在实际应用和科学研究中均扮演着重要角色,近年来,关于半导体激光器的小型化研究取得了很大进展。然而到目前为止,在实用层面上微纳激光器件仍面临较大的光损耗、较高的激光阈值等问题。为实现可应用层面的微纳激光器,对于寻找高增益、低损耗的新型半导体材料以及更合理的腔体设计的研究一直在进行。近年来,卤化铅钙钛矿半导体在光伏器件领域异军突起,在可见光波段,卤化铅钙钛矿材料作为一种理想的激光增益材料用于制备微纳激光的研究目前已经取得一些进展。然而,目前对钙钛矿微纳激光器的研究仍然有很大提升空间。为此本论文从材料光学性能、腔体优化设计、以及激光发射时域调控等方面展开进一步研究,实现了卤化铅钙钛矿微纳激光器的性能的进一步提升:（1）从增益材料角度出发,针对卤化铅钙钛矿单晶材料中的激子效应不够显着、缺乏机械柔性以及不易于其他光学平台集成的特点,本文首先介绍了制备钙钛矿纳米薄片的溶液合成法以及化学气相沉积法两种制备方法。在测量利用溶液法合成的少层钙钛矿的线性光学性质时发现其吸收和光致发光光谱相对三维钙钛矿均明显蓝移,且蓝移量与材料层数紧密相关,从而证实了量子限域效应和介电屏蔽效应对材料能带的影响。其次,在研究其三次谐波信号产生时发现在材料的激子吸收峰附近三次谐波信号出现峰值,并且强光泵浦下三次谐波峰值蓝移,证明了激子效应可以显着影响材料中的三次谐波产生过程。在利用化学气相沉积法合成的钙钛矿纳米薄片中,样品横向尺寸可达百微米且具有良好的机械柔性,飞秒泵浦下可发射激光,表明这种材料在微纳激光领域内具有潜在的应用价值。（2）从腔体设计角度出发,本文通过电子束曝光和等离子体刻蚀等技术制备功能性的氮化硅基底,并通过纳米转移的方法,制备出钙钛矿薄片和氮化硅基底的混合结构微腔激光器,并在实验上实现了钙钛矿激光的波长调谐、模式数目控制、方向发射、激光阵列发射以及耦合腔激光相互作用等功能,展示了一种不产生损伤钙钛矿材料光学性能并精确调控其激光行为的方法。（3）作为一种可以突破光学衍射极限的方案,表面等离子体激光器有望在未来的集成光学中发挥重要作用。本文随后研究了基于卤化铅钙钛矿的混合模式表面等离子体激光器。实验中首先以器件发射光的偏振、拟合的自发辐射系数、激光器阈值和钙钛矿增益层厚度之间的对应关系以及发射激光的瞬态时间响应作为判据,证实器件可以发射基于混合模式表面等离子体共振模式的纳米激光。随后还通过化学气相沉积的方法改变材料中卤族元素的配比从而调节表面等离子体激光器的发射波长。此外,通过制备钙钛矿/金属/氧化硅微盘,以及钙钛矿/金属/氧化硅条形槽阵列证实可以由基底形状调控表面等离子体激光模式。（4）在时域调控方面,利用连续区束缚态这一概念,本文研究了钙钛矿发射激光的时域信号调控。实验中首先利用钙钛矿薄膜制备平板光子晶体,论证了所设计的结构可以产生基于对称保护型连续区束缚态的单模激光。随后利用连续区束缚态中远场特性,引入折射率虚部这一新的自由度,通过控制光与泵浦光不重合的空间泵浦构型改变钙钛矿平板光子晶体中折射率虚部的不对称分布,引起平板光子晶体中连续区束缚态模式激光远场偏振特性的改变,直接对激光的远场图案进行调制进而实现了光开关功能。实验中得到的激光调制速度可达1.5 ps。
栾伯晗[3]（2007）在《毛细管放电等离子体状态研究及低气压X光激光输出》文中指出X光激光由于具有其他相干光源不可替代的优越特性,因而在许多领域都有着重要的应用。但是,因为X光激光需要很高的泵浦能量,使得泵浦源庞大,带来造价昂贵、能量转换效率低等问题限制了应用的推广。毛细管放电泵浦方案是实现低造价的小型化X光激光最成功的机制之一。自1994年国际上首次实现毛细管放电类氖氩46.9nm激光以来,许多国家都开展了这项研究,因为其激光产生条件的复杂性,到2000-2002年才又有三个研究小组获得了成功。本课题组在独立研制的毛细管放电装置上于2004年6月实现了激光输出,成为国际上第五家在这个领域获得成功的研究小组。本文介绍了在获得激光以后,我们在理论研究、装置改进和提高激光输出能量等方面取得的进展。毛细管放电X光激光的增益介质是放电等离子体,通过Z箍缩过程将泵浦能量转化为激光,因此研究等离子体的演变过程和产生激光时刻的状态对于深入理解激光产生的物理过程及光束质量的决定因素非常重要。本文在这两方面进行了研究,对于等离子体演变过程,基于对Z箍缩物理过程的合理分析,提出了对雪耙模型的改进,使其能够计算更完整的演变过程,并编制了数值模拟程序,特别是通过计算得到了等离子体的多次箍缩过程,这一理论结果是毛细管放电X光激光理论研究上的一个新的观点,并且与本装置上进行的实验观察有很好的吻合。对于产生激光时刻的等离子体状态,根据X光在等离子体中传播的理论模型编制了数值计算程序,突破了解析计算的局限性,使得可以对任意等离子体密度梯度和增益分布计算出激光的空间特性,再结合实验测量结果,就可以判断出产生激光时刻的等离子体状态。本文给出了几种典型密度梯度分布的计算结果,为进行等离子体状态的判断提供了依据。毛细管放电装置是一个很复杂的系统,包括放电脉冲产生系统、脉冲整形系统、预脉冲产生系统和毛细管放电与探测系统。为了克服装置本身对激光输出不利的因素,提高运行的稳定性,进行了大量的维修和改造工作。利用DQ128型汽车点火线圈重新设计制造了预脉冲触发装置,比原来的触发系统更简单可靠。自制了罗可夫斯基线圈,并对其进行了标定,代替原先使用的回流器测量放电电流,解决了无法准确测量流过毛细管电流的问题,为实验分析提供了更准确的依据。改造了Blumlein传输线的前置脉冲隔离开关,消除了长期困扰实验的前置脉冲对激光输出条件的破坏,使激光达到了稳定输出。最后对主开关和放电室进行了改进,提高了放电电流的幅值,抑制了放电室中的旁路放电,提高了装置的性能。首先在15厘米长毛细管上完成了大量的基础实验,包括通过一系列判别实验找到了X射线二极管（XRD）干扰信号的来源,并消除了干扰信号,保证了实验的顺利进行。深入研究了装置中各气体开关的性质,找到了系统联调的方法,保证了装置的稳定运行。完成了放电电流上升沿波形和预主脉冲延时对激光输出影响的实验,确定了最佳的电流波形和预主延时范围,获得了激光的稳定输出。其次,在20厘米毛细管上实现了激光输出,使激光输出能量进一步提高。通过改变放电电极形状和预脉冲电流幅值研究了放电参数对产生激光的影响,确定了最佳预脉冲电流幅值范围。实验验证了XRD探测的多个尖峰信号的来源,提出了XRD设计的改进方案。测量了激光的增益特性、方向性,测量增益系数为0.45cm-1,增益长度积为8.28。设计实验测量了激光的束轮廓,束散角为5.3mrad,并结合理论计算结果对等离子体状态进行了判别。最后,结合实验结果计算了激光输出能量,结果表明实验中获得的低气压（25Pa）下类氖氩46.9nm激光单脉冲能量达到了3.5μJ。本文的内容是理论研究与实验研究紧密结合的结果。这些结果加深了对毛细管放电泵浦产生激光机理的理解,提高了激光输出的能量,完成了激光增益特性和空间特性的测量,为进一步达到激光输出增益饱和指明了方向。
曹丁象[4]（2008）在《高功率固体激光系统的热效应及热管理研究》文中研究指明由于聚变能工程（IFE）固体激光驱动器、定向能武器（DEW）等领域的需求牵引,高功率、大能量的二极管泵浦固体激光器（DPSSL）已经成为国内外的研究热点。待解决的关键问题,是如何有效地提高激光器的输出功率和改善光束质量。提高输出功率和改善激光光束质量面临的最主要障碍是激光系统的热效应。本文深入地研究了重频、大能量激光器件的热管理技术,主要内容包括四个部分:1、重频、大能量二极管泵浦Yb:YAG激光系统的物理设计及热管理技术;2、设计、研制两种高平均功率普克尔盒:热补偿和重频等离子体普克尔盒;3、热容模式下固体激光器的热效应理论研究和输出特性的实验研究;4、大口径钕玻璃片状放大器的动态热畸变及热恢复研究。一、重复频率、大能量Yb:YAG激光系统的物理设计和热管理技术研究进行了准三能级激光振荡器的物理设计。建立了调Q激光脉冲的时-空演化动力学模型,获得了激光光束质量随时间的演变过程的仿真结果。考虑增益介质的受激吸收和发射截面的谱分布,建立了时间—光谱分辨的准三能级激光振荡模型,研究了Yb:YAG增益开关激光器的波长竞争问题。研究了基于准三能级Yb离子的脉冲储能型放大器的设计和参数优化问题,在考虑自发辐射放大（ASE）退泵浦效应和狭窄通道内流体的强迫对流换热性能等因素的条件下,研究了基于准三能级Yb离子的脉冲储能型DPSSL的设计和参数优化问题。在国内首次给出了10Hz、100J级的Yb:YAG放大器增益介质的一组优化设计参数:泵浦强度22kW/cm2,介质口径10cm2,厚度0.55cm、掺杂3.92×1020cm-3。以上两项研究结果为本文设计100J级激光系统及优化热控制方案奠定了理论基础。高效的热管理是准三能级激光器实现重频、大能量输出和改善光束质量的一项关键技术。本文以耦合换热物理模型为基础,完成了重复频率大能量DPSSL水冷系统的建模以及温度场、流场的仿真分析。在此基础上设计了用于V形主动镜构型Yb:YAG激光头的水冷系统;针对高强度泵浦的10Hz、100J级Yb:YAG片状放大器,提出了“热平衡”的双面冷却方案。建立了热沉和增益介质的接触热分析有限元模型,完成了10Hz、100J级Yb:YAG放大器在液氮温度下基于宝石热沉的端面传导冷却设计。开展了平凹腔和超高斯反射镜腔Yb:YAG激光振荡器的实验研究,测量了不同温度下的激光输出能量。二、两种高平均功率普克尔盒的设计与研制数值模拟了KDP、DKDP、BBO等几种非线性光学晶体在高平均功率载荷下的热-力学特性以及热畸变。测量了DKDP晶体在平均功率激光辐照下的温度分布。设计并研制了大口径DKDP热补偿普克尔盒,定量分析了晶体厚度误差、光轴偏差以及两块晶体的温度差异等因素对普克尔盒性能的影响。进行了热补偿效果的实验验证。优化设计并研制了重复频率等离子体普克尔盒。通过数值模拟,完成了重频等离子体普克尔盒的端面传导冷却设计。三、热容模式下Nd激光介质的热-力分布特点和激光输出特性研究首先针对热容工作模式下激光介质内废热持续积累的特点,从激光介质的实际增益分布得到内热源载荷条件,建立了非稳态热-力学仿真模型,在此基础上开展了激光介质工作条件的热.力学优化研究;建立了热容模式下的光传输理论模型,分析了激光介质动态热畸变,指出了因泵浦光未能完全充满介质端面,从而引起的端面不均匀形变是造成光学畸变的主要原因。研制了1kW级氙灯泵浦的V形有源镜构型Nd:YAG热容激光器,实验验证了此构型热容激光器具有定标放大能力。四、400mm×400mm口径钕玻璃片状放大器的泵浦致波前畸变和泵浦致热退偏以及热恢复过程研究分别讨论了钕玻璃片的温度梯度和热变形对激光波前畸变的贡献;为了缩短××激光装置的运行周期,优化设计了冷却方案。论文在以下四方面取得了有创新意义的研究结果:1、准三能级激光振荡器的设计和光束质量控制将激光速率方程理论和光波的角谱传播理论有机结合起来,对谐振腔内光脉冲的形成、传播过程建模,研究了超高斯镜非稳腔调Q激光脉冲时—空瞬态特性,获得了激光光束质量随时间的演变过程的仿真结果。考虑增益介质的受激吸收和发射截面的谱分布,建立了时间—光谱分辨的准三能级激光振荡模型,研究了Yb:YAG增益开关激光器的波长竞争问题。上述两项研究对优化准三能级激光振荡器的设计和光束质量控制具有重要指导作用。该研究结果迄今未见国内有相关报道。2、10Hz、100J级“水冷型”和“端面传导冷却型”片状放大器针对高强度泵浦的10Hz,100J级Yb:YAG放大器,提出了“热平衡”双面冷却方案:在高的热负载区使用强的水冷,在低的热负载区使用弱的He气流冷却。在国内首次实现了宝石端面传导冷却型10Hz、100J级Yb:YAG放大器热沉结构的优化设计;并定量评估了宝石-Yb:YAG用液氮端面传导冷却和直接水冷两种方案的冷却效果。该研究结果迄今未见国内有相关报道。3、高平均功率“热补偿普克尔盒”和“重复频率等离子体普克尔盒”在国内首次分析了热补偿普克尔盒的加工误差和晶体温度差等因素对其性能的影响,完成了大口径（64mm×35mm）DKDP热补偿普克尔盒的设计;创新地提出了单脉冲驱动DKDP电容分压法,实现了重频等离子体普克尔盒在半波电压点的稳定可靠运行。4、热容激光器研制了V形有源镜构型片状热容激光器,完成了集成演示实验,获得约47J/脉冲（20Hz,1kW级）的输出能量;斜效率达到1.3%,系统总效率达1.2%,实验结果表明:激光输出能量与模块数目基本呈线性关系,从而证明该多模块构型的有源镜激光器适合于高平均功率运行。分别对平凹稳腔和角锥棱镜腔进行了光束质量研究,在使用角锥阵列腔时,远场光束质量约为10倍衍射极限。
李占国[5]（2020）在《基于氧化锌微结构的电泵浦激光器件研究》文中研究指明氧化锌（ZnO）是直接带隙半导体,其带隙宽度为3.37 eV,具有大激子结合能（60 meV）、强抗辐射性等优点,使其在紫外探测器、发光二极管以及紫外半导体激光器等方面具有非常重要的应用价值。近年来,通过人们不断努力,ZnO基电泵浦激光器件的研究取得了很大进步,但其性能距离真正实用化要求仍有巨大差距。本论文聚焦ZnO基电泵浦激光器件研究中的困难与不足,尝试从器件结构上进行创新,取得的主要创新性成果如下:（1）实现了基于单根Ga掺杂ZnO（ZnO:Ga）微米带异质结的电泵浦随机激光器件:利用化学气相沉积工艺合成了大尺寸、高结晶质量的ZnO:Ga微米带。微米带相较于其他微纳米结构有助于更高的载流子注入。利用单根微米带与pGaN构筑了异质结器件,器件在反向偏压下,当注入电流超过15 mA时,电致发光（EL）谱上会出现明显的尖锐发射峰。随着反向注入电流的变化,发射强度呈非线性增长,揭示了从自发发射到受激发射的转变。在异质结器件中实现了随机激光,充分证明了ZnO:Ga微米带具有较高的结晶质量和优异的光学、电学特性,可用于电泵浦紫外激光的研究。（2）实现了基于单根ZnO:Ga微米带异质结的电泵浦F-P模式激光器件:ZnO:Ga微米带具有矩形的横截面,其两侧光滑的介质表面可以被用来设计成FP模式谐振腔,进而实现在增益介质中的光放大。利用单根ZnO:Ga微米带和pGaN薄膜构筑了异质结器件,得益于强激子-光子耦合和天然结构的波导特性,成功实现了电泵浦F-P模式激光。波导发射特性可归因于强激子-光子耦合,发生于微米带矩形横截面上。在较低的反向偏压下,可以观察到电驱动的激子-极化发光行为。特别地,施加的偏压超过某一阈值,就可以观察到电泵浦F-P模式激光行为,激射峰分别以410.5 nm和450.5 nm为中心,伴随着半峰宽的急剧变窄,窄至1.0 nm。该结果不仅为相干光源和波导谐振器的制造打开了大门,而且为探索电泵浦低阈值ZnO激光器提供了思路。（3）实现了基于ZnO:Ga微米线十字交叉结构的电泵浦等离子体激光器:利用单根ZnO:Ga微米线与另一根被Au纳米颗粒修饰的ZnO:Ga微米线构筑了十字交叉结构器件。交叉区域两根微米线的光滑介质表面和中间的Au纳米颗粒形成了表面等离子体纳米光学谐振腔。在一定电驱动下,夹层中Au纳米颗粒中的表面等离激元被激发。当微米线两端的电压达到一定阈值条件时,交叉区域会形成强电场,Au纳米颗粒表面等离激元被放大,形成受激辐射。在交叉区域可以观察到明亮的局域化的可见光发射,并且在EL谱中出现一个尖峰。光谱的主要发射波长是以550 nm为中心,半峰宽迅速收窄至2 nm,表明十字交叉结构微米线的EL特征发生了转变,而这种转变来自于荧光发光到受激辐射放大的过渡。因此,基于十字交叉结构实现了电泵浦等离子体激射现象,为研究电泵浦等离子体激光器提供新思路。
刘涛[6]（2018）在《毛细管放电类氖氩69.8nm激光增益饱和输出研究》文中进行了进一步梳理通过对国内外毛细管放电类氖氩C线69.8 nm激光的研究进展的总结和分析,确定了本论文的研究内容主要围绕实现69.8 nm激光的增益饱和展开。在理论方面,对69.8 nm激光的产生机制进行了深入的研究,建立了对应46.9 nm与69.8 nm激光的相关能级速率方程,并结合相关能级参数,计算了类氖氩46.9 nm和69.8 nm激光的相对增益系数与电子密度和电子温度的关系。利用一维磁流体力学程序,计算了Z箍缩过程中等离子体的电子温度、电子密度、类氖氩离子丰度等参数在时间和径向上的变化。获得了产生激光时的等离子体参数与毛细管放电电流和Ar气初始气压之间的关系。根据产生激光时的等离子体参数,计算了毛细管放电主脉冲电流幅值、主脉冲电流上升时间和Ar气初始气压,对69.8 nm激光增益系数在等离子体柱径向上分布的影响,为实验上实现69.8 nm激光增益饱和奠定了理论基础。实验方面,首先利用35 cm长毛细管,开展了主脉冲电流幅值和Ar气初始气压对69.8 nm激光强度影响的实验研究,确定了最佳实验条件为主脉冲电流幅值14 k A,初始气压16 Pa。并对35 cm长毛细管放电激发的类氖氩激光进行了增益系数测量实验,获得46.9 nm激光的增益饱和输出,增益系数0.58 cm-1,增益长度积达到19,实现了增益饱和输出。测得69.8 nm激光增益系数0.40 cm-1,增益长度积达到13.2,实现了近增益饱和输出。其次,为了实现增益饱和增加了增益介质长度,开展了45 cm长毛细管的最佳实验条件实验,确定了主脉冲电流幅值13.5 k A,初始气压15.4 Pa。在此条件下实现了69.8 nm激光的增益饱和输出,增益系数0.41 cm-1,增益长度积为17.2。在最佳实验条件下对类氖氩69.8 nm激光特性进行了实验研究。测量了69.8 nm激光的时间特性和空间分布,与初始气压和等离子体长度的关系。实验发现,69.8 nm激光脉冲半高宽随着初始气压的增加先增大后减小,在初始气压15.4 Pa时69.8 nm激光脉冲半高宽达到最大值1.75 ns。还测量了69.8 nm激光光强的空间分布与初始气压和等离子体长度的关系。实验结果表明,初始气压的变化会改变激光光强的空间分布形状,而等离子体长度的变化不会改变光强的空间分布形状,仅影响激光光强。并且测得在初始气压15.4 Pa时激光束散角形状以单一主峰为主,主峰的半高宽为0.5 mrad。最后,为了获得更高的激光光强输出,设计了类氖氩C线69.8 nm激光的双程放大实验,利用平面Si C反射镜实现了69.8 nm激光的双程放大,与单程放大相比69.8 nm激光光强增长了9.15倍,测量了双程放大激光的束散角为3.4 mrad,激光脉冲半高宽为2.2 ns,实现了85 cm长的等效增益长度,对应的增益长度积达到34.9,获得了69.8 nm激光的深度增益饱和输出。并且对双程放大与单程放大的激光特性进行了比较,分析了双程放大的束散角和激光脉冲宽度增加主要与增益介质的分布有关。综上,本文根据类氖氩C线69.8 nm激光的动力学过程,建立了69.8 nm激光增益系数的计算模型,获得了69.8 nm激光增益系数在等离子体径向上的分布,为实验上获得69.8 nm激光增益饱和输出提供了理论指导。在深入研究69.8 nm激光实验条件的基础上,利用45 cm长毛细管实现了类氖氩69.8 nm激光的增益饱和输出。并且利用Si C反射镜实现了69.8 nm激光的双程放大,获得了深度增益饱和激光输出,为后续开展该激光波长的应用研究奠定了基础。
景磊[7]（2012）在《新型光子晶体光纤气体传感器研究》文中提出对甲烷、氨气、乙炔各种等污染气体的检测在工业生产、环境检测等方面有重要意义。光纤光学气体传感技术在这方面有独特优势，例如抗电磁干扰能力强，体积小，易实现分布式传感等。本论文紧紧围绕光子晶体光纤气体传感这一主题，主要研究工作和创新点包括以下几个方面：1)利用全矢量有限元方法计算了空气包层全反射型多孔聚合物THz光纤的单模传输条件和模场的分布情况。指出对于该种波导，单模条件和很好的模场分布不能同时得到满足。最后利用阶跃光纤单模条件和洛伦兹洛伦茨公式，分析了造成这种困难的原因。2)研究了聚偏氟乙烯（PVDF）这种铁电材料在THz波段的折射率变化情况，以及聚偏氟乙烯（PVDF）镀层的空气包层全反射型THz多孔光纤表面类等离子体共振现象。并由此设计了一种气体折射率传感器，研究发现该传感器对气体折射率的传感灵敏度在传输波长为304μm时最高。假设检测仪器可以响应1%的THz波强度变化，该气体传感器的检测分辨率可达到1.45×10-4RIU。3)利用空心光子晶体光纤独特的导光特性，设计了一种新型光谱吸收型气体传感器。用空心光子晶体光纤做气室，实验测量了乙炔气体在13吸收带的吸收光谱，利用这一吸收带P11吸收峰的衰减系数推算得到该传感器对乙炔的检测灵敏度达到143ppmv。4)以掺铒光纤激光器为二能级速率方程为基础，理论和实验上讨论了激光器输出镜反射率，阈值效应，以及模式竞争对气体检测灵敏度的影响。分析表明：改变腔反射镜的反射率可改变激光在腔内的反射次数，相当于改变了吸收长度以提高探测灵敏度；阈值效应对灵敏度的改变具有非线性性，阈值附近探测灵敏度放大倍数理论上讲可以无限大；模式竞争相当于放大了气体对激光的吸收截面，从而使激光器运转在多模状态时传感灵敏度比运转在单模时提高了很多倍。5)提出一种基于双波长掺铒光纤激光器模式竞争的有源内腔气体传感技术。实验研究了泵浦强度以及腔内两波长激光相对损耗对气体检测灵敏度的影响。利用温度对光纤Bragg光栅中心波长的影响，测量了氨气在1531.6nm附近的吸收峰，并与数据库中有关数据做比对，取得很好的一致性。
虞天成[8]（2019）在《用于高功率激光的双脉冲双向环形激光放大技术研究》文中指出高功率激光装置在等离子体物理、实验室天体物理以及惯性约束核聚变等领域中具有重要的应用。以多程放大技术为代表的第二代高功率激光装置体积庞大,造价昂贵,通常具有如下特征:方光束、单口径、单脉冲、单向传输。多程激光放大器有限的放大程数限制了其增益与储能提取效率,因此会使用复杂而昂贵的预放大系统以弥补多程激光放大器有限的增益;同时,多程激光放大器中的激光脉冲也需要在较高通量的情况下运行,以获得较高的储能提取效率,这又容易导致激光装置中光学器件的损伤。本论文提出了双脉冲双向环形激光放大器,相比多程激光放大器,双脉冲双向环形激光放大器利用两束脉冲在放大器内同时以不同方向传输,提高光路中的等效通量,以较低的通量获得较高的储能提取效率,这有利于提高高功率激光装置的稳定性与安全性,降低装置的运维成本和建造成本。同时本论文利用双脉冲双向环形激光放大器结合狭缝空间滤波器进行了光场特性分析。最后本文搭建了双脉冲双向环形激光放大器的演示实验平台,通过实验验证了双脉冲双向环形激光放大器可以以较低的通量获得较高的储能提取效率。本论文主要取得了以下研究进展和结果:1.提出了近场注入型与远场注入型双脉冲双向环形激光放大构型。对几种放大构型的工作原理与像传递关系进行了详细的描述和对比分析,并对其等离子体电极普克尔盒的工作时序进行了简要的阐述。2.结合速率方程与多程放大理论,建立了双脉冲放大的理论模型,并提出了一种相比传统逆算方法更加简单的脉冲时间波形畸变预补偿方法。通过上述理论模型对近场注入型与远场注入型的双脉冲双向环形激光放大器进行了模拟仿真,详细地分析了其能流变化情况、脉冲时间波形畸变的预补偿以及片数配置的最优方案。3.利用光传输和透镜变换理论,构建了大口径光场分析模型。利用该模型对双脉冲双向环形激光放大器的传输过程与光场特性变化进行了分析。并结合狭缝空间滤波器,进行了模拟分析。结果表明狭缝空间滤波器可以实现与小孔滤波器一致的滤波效果,为未来高功率激光装置的设计提供了一定的理论依据和指导。4.搭建了双脉冲双向环形激光放大器的演示实验平台。利用该实验平台进行了双脉冲双向环形放大实验,实验结果表明双脉冲双向环形激光放大器可以将储能提取效率最大提高87%。同时利用所建立的双脉冲放大理论模型进行对比分析,理论和实验结果较为吻合,验证了理论模型的准确性。本论文的研究结果为设计更加实用可靠、成本低廉的新一代高功率激光装置提供了一个新的思路。
谢耀[9]（2011）在《小电流低气压毛细管放电软X射线激光增益饱和输出研究》文中研究说明自1984年首次实现软X射线激光以来,软X射线激光作为一种相干光源,因其单色性好、瞬间亮度高、脉冲持续时间短和波长短等特点受到了越来越多科学家的重视。然而,通过使用大型的激光系统激发固体靶的方式实现的软X射线激光,由于庞大的体积和昂贵的运作成本,很大程度上限制了其应用。因而实现小型化的、低运转成本的软X射线激光也成为了各国科学家的研究重点。毛细管放电方案是实现台式的、小型化的软X射线激光最为有效的方案之一。自1994年,美国的Rocca小组首次成功实现毛细管放电泵浦类氖氩46.9nm软X射线激光输出以来,国际上已有包括日本、意大利等7个国家的研究小组采用该机制相继成功的实现了激光输出,极大的推动了软X射线激光的发展。本研究小组于2004年首次在自行研制的装置上实现了激光输出。在之前的研究基础上,本论文主要完成了46.9nm软X射线激光增益饱和输出研究,使得本课题组成为国际上第四个实现增益饱和输出的研究小组,并首次实现了小电流、低气压下的增益饱和输出,有利于装置的进一步小型化,在理论和实验研究领域对软X射线的发展起到一定的推动作用。而在小电流下实现激光的增益饱和输出,就是要在低的激发阈下实现最高能量的激光输出,电流幅值低必将导致工作气压低,产生激光的反转粒子数少,这就需要理论和实验中各实验参数的优化,围绕这一主题,本文主要包括了理论研究、实验装置的介绍和改造以及实验研究三个方面,致力于提高激光增益以实现稳定的、高能量的激光输出。在理论研究方面,本文第二章通过数值模拟和实验相结合的方式,通过雪耙模型Z箍缩理论的描述,系统的分析了激光的产生时间随初始Ar气压和主脉冲电流幅值的变化关系,为实验中放电参数的选择提供一定的参考。考虑到等离子体存在电子密度梯度影响了软X射线激光在等离子体中传输,通过光线传输方程的数值求解,详细的描述了不同的电子密度分布形式下光线在等离子体柱内的传输过程,并结合1mm差分孔对光线遮挡的计算分析和获得的激光4mrad左右的束散角的实验结果,推断出放电时毛细管中的等离子体柱内的电子密度接近抛物线形分布,而且抛物线形分布的电子密度有利于光线在传输过程中的增益放大,以获得更高增益,最终实现更高能量的激光输出。毛细管放电装置主要包括了主脉冲系统、预脉冲系统、探测系统、工作负载和充气及真空系统等五个主要组成部分。本文首先描述了放电装置各主要部件的工作原理,针对提高激光增益的实验要求,对装置进行了相应的改造。改造后的主开关可以通过更换附加电感的方式达到改变主脉冲电流上升沿的目的,以便研究主脉冲电流上升沿对激光增益的影响。充气系统的改造有利于研究掺杂气体对激光增益的影响。装置的改造为实验研究提供了可靠的保障。为了实现更高增益的激光输出,本文在第四章中进行了一系列旨在提高激光增益的实验研究。首先,系统的研究了主脉冲电流幅值对激光增益的影响,在给定气压下,找到了最佳的主脉冲电流幅值,以实现更高增益的激光输出。其次,研究了在Ar中掺入一定比例的He等气体对激光增益的影响,研究表明掺入一定比例的He有利于提高激光的增益,也就提高了激光的输出能量。再次,研究了主脉冲电流上升沿对激光增益的影响,实验结果表明,在其它放电条件不变的情况下,电流上升沿变大在一定范围内有利于获得更高的增益,从而获得更高能量的激光输出。预脉冲电流是实现软X射线激光输出的一个必要条件,它有利于等离子体均匀箍缩,本章最后分析了预主延时分别为2μs和7μs时预脉冲电流幅值对激光增益的影响,研究表明当预脉冲电流幅值为20A时,激光输出最为稳定,激光增益最高,相对输出能量也最强。在增益饱和输出和激光特性研究方面,首先,使用单色仪分析了激光的时间特性,使用平场光栅谱仪和Rowland圆谱仪准确的获得了毛细管放电软X射线激光的谱线信息,证实了X射线二极管获得的激光尖峰为类氖氩46.9nm软X射线激光。其次,采用较为简单的狭缝扫描的办法测得探测面XRD上的光斑直径为5.9mm和6.1mm,对应的激光的束散角在水平方向为4.0mrad,垂直方向为4.1mrad。再次,论文最主要的部分是实现了不同放电条件下的增益饱和输出,测量了不同等离子体长度时的激光相对强度,通过Linford公式拟合获得了不同放电条件下的增益系数,最大增益系数可达到0.68cm-1,并于国际上首次实现了增益系数为0.5cm-1的小电流、低气压下的增益饱和输出。论文最后通过标定过的X射线二极管近似计算了获得的激光能量为67.4μJ,并讨论了采用毛细管放电机制实现更短波长激光输出的可能性。
王彬[10]（2020）在《金属蝶形纳米天线阵列结构的局域表面等离激元共振特性及其应用研究》文中提出金属纳米结构,由于其特有的局域表面等离激元共振（Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR）特性,成为近些年来一个重要的研究方向。在特定波长的光照射下,由于LSPR的耦合作用,金属纳米结构的表面或附近会形成一个局域增强的电磁场,同时自由空间中的光被限制在亚波长范围内,从而打破传统的衍射极限限制。尤其是金属的蝶形纳米天线（Bowtie Nanoantenna,BNA）结构,其独特的三角形结构可以在尖端与尖端之间产生有效的共振等离子体耦合,通过改变BNA结构的材质、几何参数以及介电环境,可以对其LSPR特性进行有效地调控,进而在纳米间隙区域内产生巨大的增强电场,其强大的电场增强能力使得BNA结构在光学传感、纳米光源和光电器件等领域中具有潜在的应用价值。除了极强的电场增强特性外,与其他纳米结构设计相比BNA结构还表现出优异的性能,例如优异的方向性、可调谐的宽带光谱响应、高效的电光驱动和偏振控制等,从而进一步扩展等离子体BNA结构在纳米光子学领域的应用。在本文中,通过数值仿真模拟,理论研究了金属BNA阵列结构的LSPR特性,及其在表面增强拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS）和基于折射率变化的生物传感器上的潜在应用。之后,利用电子束曝光（Electron Beam Lithography,EBL）系统和多层薄膜沉积系统,实验制备了BNA阵列结构,并将其应用到近红外（Near Infrared,NIR）响应的SERS和钙钛矿光电探测器（Photodetector,PD）的研究之中。论文主要的研究工作如下:1.理论研究了金属BNA阵列结构LSPR特性。建立具有金属-介质-金属（Mteal-Insulator-Metal,MIM）结构的Al-BNA阵列结构的理论模型,利用时域有限差分（Finite-Difference Time-Domain,FDTD）方法数值计算和分析其LSPR和电场增强特性,通过调控BNA阵列结构的大小、高度、周期等几何参数,实现了LSPR从深紫外到近红外的连续可调,同时研究了入射光源的角度和偏振方向对LSPR特性的影响。针对BNA阵列结构的LSPR特性,数值计算了其在SERS上的增强能力,在单一波长下实现了局域电场相关的SERS增强因子EF=4.82×109,同时数值计算了其在基于折射率变化的生物传感器上的应用,即对浓度为0%-40%（折射率:1.333-1.368）变化的甘油纯水混合液进行探测,实现了497 nm/RIU的高探测灵敏度。2.研究了基于BNA阵列结构与Ag2S半导体量子点复合基底的SERS。理论设计并制备在NIR光谱区域具有极大电磁场局域增强效应的Au-BNA阵列结构,所设计的BNA阵列结构具有宽光谱的电场增强能力,可以实现SERS检测中的激发信号和拉曼散射信号的同步增强。利用化学合成方法合成制备具有优异红外特性的Ag2S半导体量子点,并将其均匀旋涂在BNA阵列表面,制备得到BNA/Ag2S复合SERS基底;利用4-氨基苯硫酚（PATP）分子作为探针分子,采集BNA/Ag2S/PATP体系的拉曼光谱并进行对比分析,从理论上和实验上同时验证了BNA/Ag2S复合基底的电场增强机制和电荷转移增强机制的协同效应在近NIR光谱区域对SERS的增强特性。同时,我们研究了BNA/Ag2S复合SERS基底的偏振特性,理论和实验上同时验证了BNA/Ag2S复合基底的SERS信号对激发光偏振方向的依赖特性。3.研究了金属BNA阵列结构在NIR光谱区域对钙钛矿光电探测器的性能提升。理论设计并制备了在NIR光谱区域具有极大电磁场局域增强效应和宽光谱增强能力的BNA阵列结构,利用一步旋涂法在BNA阵列结构表面沉积钙钛矿多晶薄膜((Cs0.06FA0.79MA0.15)Pb(I0.85Br0.15)3),制备得到了基于BNA阵列基底的等离子体功能化的钙钛矿PD（BNA-PD）;利用半导体测试系统,测试了BNA-PD在785,633,532 nm激光照明下的光电性能,并与基于Si/SiO2基底的常规PD（Si/SiO2-PD）进行对比和分析,从理论上和实验上同时验证了BNA阵列结构在NIR光谱区域对钙钛矿PD的光电性能的增强特性。相比于Si/SiO2-PD,BNA-PD的响应度提高了2962%,其探测率达到了1012,外量子效率高达188.8%,都得到了近30倍的增强,所制备的BNA-PD实现了与可见光谱区域相比拟的近红外光电性质。同时,研究了BNA-PD的光响应和稳定性性质,实现了从可见光到近红外光谱区域的具有优异光开光性质和稳定性的高性能的钙钛矿光电探测器。
二、作为X激光增益介质的激光等离子体特性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、作为X激光增益介质的激光等离子体特性（论文提纲范文）
（1）等离子体Z箍缩过程与类氖氩软X射线激光的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究进展及分析 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 国内外文献综述的简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 毛细管放电等离子体Z箍缩的理论研究 |
| 2.1 毛细管放电Z箍缩效应 |
| 2.2 等离子体Z箍缩的理论模型 |
| 2.2.1 一维两温磁流体力学模型 |
| 2.2.2 Z箍缩等离子体电离模型 |
| 2.3 等离子体Z箍缩过程理论模拟 |
| 2.3.1 内径 3.2 mm毛细管内等离子体Z箍缩过程 |
| 2.3.2 内径 4.0 mm毛细管内等离子体Z箍缩过程 |
| 2.4 产生激光时刻等离子体状态空间分布模拟 |
| 2.4.1 内径 3.2 mm毛细管等离子体状态分析 |
| 2.4.2 内径 4.0 mm毛细管等离子体状态分析 |
| 2.4.3 毛细管内径对 46.9 nm激光增益的影响分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 大电流Z箍缩产生类氖氩 46.9 nm激光研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大电流主脉冲毛细管放电实验装置 |
| 3.2.1 主脉冲电源 |
| 3.2.2 放电室 |
| 3.2.3 连接套筒 |
| 3.2.4 预主脉冲隔离电感 |
| 3.2.5 可移动放电电极 |
| 3.2.6 真空系统 |
| 3.2.7 预脉冲电源系统 |
| 3.2.8 延时电路 |
| 3.2.9 软X射线探测系统 |
| 3.3 毛细管放电预电离等离子体状态研究 |
| 3.3.1 引言 |
| 3.3.2 预电离等离子体诊断实验装置 |
| 3.3.3 预电离等离子体诊断实验 |
| 3.4 内径 3.2 mm毛细管的 46.9 nm激光实验研究 |
| 3.4.1 毛细管内初始气压对 46.9 nm激光影响研究 |
| 3.4.2 预脉冲电流条件对 46.9 nm激光的影响研究 |
| 3.4.3 46.9 nm激光增益测量实验 |
| 3.5 内径 4.0 mm毛细管的 46.9 nm激光实验研究 |
| 3.5.1 毛细管内初始气压对 46.9 nm激光影响研究 |
| 3.5.2 预脉冲电流条件对 46.9 nm激光的影响 |
| 3.5.3 46.9 nm激光增益测量实验 |
| 3.5.4 毛细管内径对 46.9 nm激光影响的分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 46.9 nm激光的脉宽和光斑光强分布的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 46.9 nm激光的脉宽的实验研究 |
| 4.2.1 等离子体柱长度对 46.9 nm激光脉宽的影响 |
| 4.2.2 初始气压对 46.9 nm激光脉宽的影响 |
| 4.3 46.9 nm激光光强分布实验研究 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 软X射线平场谱仪标定 |
| 4.3.3 46.9 nm激光光强空间分布的实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 小电流Z箍缩产生 69.8nm软X射线激光研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 小电流毛细管放电软X射线激光激光实验装置 |
| 5.3 毛细管放电类氖氩 3p-3s能级 69.8 nm激光实验 |
| 5.4 小电流下等离子体Z箍缩的理论模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）钙钛矿基微纳激光器及其调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 半导体微纳激光器的发展历程 |
| 1.2.1 微纳激光器的腔体设计 |
| 1.2.2 半导体微纳激光器中的增益介质 |
| 1.2.3 激子激光 |
| 1.3 钙钛矿微纳激光研究现状及分析 |
| 1.3.1 卤化铅钙钛矿材料中的本征激光 |
| 1.3.2 光学微腔集成的钙钛矿激光 |
| 1.3.3 后加工的钙钛矿激光 |
| 1.3.4 钙钛矿激子激光 |
| 1.3.5 研究现状分析 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第2章 钙钛矿纳米薄片的光学性质 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 钙钛矿纳米薄片的合成 |
| 2.2.1 溶液合成法 |
| 2.2.2 化学气相沉积 |
| 2.3 少层钙钛矿材料的线性光学性质 |
| 2.4 少层钙钛矿的非线性光学性质 |
| 2.5 钙钛矿纳米薄片中的微纳激光 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 可调微盘激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钙钛矿/氮化硅混合结构激光 |
| 3.2.1 基底调控钙钛矿激光的发射机制 |
| 3.2.2 钙钛矿/氮化硅混合结构激光 |
| 3.2.3 钙钛矿/氮化硅混合结构激光波长调控 |
| 3.2.4 钙钛矿/氮化硅混合结构激光模式调控 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 可调表面等离子体激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于钙钛矿的混合模式表面等离子体激光 |
| 4.2.1 钙钛矿混合模式表面等离子体激光的数值模拟 |
| 4.2.2 钙钛矿混合模式表面等离子体激光的实验验证 |
| 4.2.3 钙钛矿混合模式表面等离子体激光波长调控 |
| 4.3 混合模式表面等离子体激光的模式调控 |
| 4.4 混合模式表面等离子体激光阵列 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 对称保护BIC模式激光全光开关 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 平板光子晶体中的连续区束缚态 |
| 5.2.1 连续区束缚态形成机理 |
| 5.2.2 对称保护BIC的退化 |
| 5.3 对称保护BIC激光 |
| 5.3.1 结构设计和器件制备 |
| 5.3.2 对称保护型BIC激光远场特性 |
| 5.4 对称保护BIC激光的全光开关 |
| 5.4.1 对称保护BIC激光远场图案与泵浦光对称性的联系 |
| 5.4.2 基于对称保护BIC激光的全光开关 |
| 5.4.3 超快光开关的微观机理解释 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）毛细管放电等离子体状态研究及低气压X光激光输出（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文的研究背景 |
| 1.2 台式X 光激光的解决方案 |
| 1.2.1 强光场电离X 光激光方案 |
| 1.2.2 瞬态电子碰撞方案 |
| 1.2.3 毛细管放电泵浦方案 |
| 1.2.4 国内X 光激光研究概况 |
| 1.3 本论文研究内容 |
| 第2章 毛细管放电等离子体状态的理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 毛细管放电多次箍缩理论模拟与分析 |
| 2.2.1 Z箍缩的基本原理 |
| 2.2.2 雪耙模型简介 |
| 2.2.3 毛细管放电等离子体多次箍缩与数值模拟 |
| 2.3 X 光在等离子体中的传播 |
| 2.3.1 连续折射介质中的光线方程 |
| 2.3.2 电子密度线性分布的近似计算 |
| 2.3.3 电子密度抛物线分布的近似计算 |
| 2.4 光束方向特性的数值计算 |
| 2.4.1 数值计算程序的编制 |
| 2.4.2 电子密度抛物线形的计算 |
| 2.4.3 电子密度分布其他线形的计算 |
| 2.4.4 激光输出能量的计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 毛细管放电装置的优化运行研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 毛细管放电软X 光激光装置介绍 |
| 3.2.1 脉冲发生单元 |
| 3.2.2 脉冲整形单元 |
| 3.2.3 毛细管放电单元 |
| 3.2.4 探测单元 |
| 3.2.5 预脉冲单元 |
| 3.3 毛细管放电装置的维修与改造 |
| 3.3.1 对预脉冲电源的改造 |
| 3.3.2 对主脉冲电流测量装置的改造 |
| 3.3.3 对前置脉冲开关的改造 |
| 3.3.4 对Marx 发生器、主开关及放电室的改造与维修 |
| 3.3.5 对气压表的标定实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 15 厘米长毛细管的激光输出及稳定运行 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激光输出的获得 |
| 4.3 探测系统干扰信号的验证和消除 |
| 4.4 主开关和前置脉冲开关的实验研究 |
| 4.4.1 改变主开关结构的实验研究 |
| 4.4.2 固有前置脉冲的隔离 |
| 4.4.3 主开关和前置脉冲开关的调试实验 |
| 4.5 电流波形前沿对激光产生的影响 |
| 4.5.1 改变电流波形的实验结果 |
| 4.5.2 不同电流波形的激光实验对比 |
| 4.6 预、主脉冲延时对激光产生的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 20 厘米长毛细管的激光输出及其特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 20 厘米毛细管激光输出实验 |
| 5.3 放电条件对激光输出的影响 |
| 5.3.1 毛细管放电电极的影响 |
| 5.3.2 外加预脉冲电流幅值的影响 |
| 5.4 XRD 多个尖峰信号的验证和新放电方案 |
| 5.4.1 XRD 多个尖峰信号的实验研究 |
| 5.4.2 固有预脉冲耦合电流和新放电方案 |
| 5.5 毛细管放电激光特性的实验研究 |
| 5.5.1 激光增益特性的测量 |
| 5.5.2 激光方向性的验证实验 |
| 5.5.3 激光空间分布的测量实验 |
| 5.6 寻找最佳激光输出条件的实验研究 |
| 5.6.1 改变Ar 气气压的实验 |
| 5.6.2 改变放电电流幅值的实验 |
| 5.6.3 改变电流上升沿波形的实验 |
| 5.6.4 激光脉冲最高幅值结果及能量计算 |
| 5.6.5 进一步提高激光能量的建议 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）高功率固体激光系统的热效应及热管理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高功率固体激光系统中的热问题 |
| 1.2 高功率固体激光系统的热管理技术研究现状 |
| 1.2.1 美国Mercury激光系统的气冷叠片放大器 |
| 1.2.2 日本HALNA激光系统的水冷zig-zag板条放大器 |
| 1.2.3 法国LUCIA激光系统的水冷有源镜放大器 |
| 1.2.4 100kW二极管泵浦热容激光器 |
| 1.3 选题背景 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 重复频率大能量Yb:YAG激光系统的物理设计及热管理技术研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 Yb:YAG的主要特征 |
| 2.2.1 Yb~(3+)增益介质的特点 |
| 2.2.2 Yb:YAG和Nd:YAG激光性能比较 |
| 2.3 Yb:YAG激光振荡特性研究 |
| 2.3.1 准三能级激光器单色振荡的动力学模型 |
| 2.3.2 Yb:YAG稳腔弛豫振荡特性数值模拟 |
| 2.3.3 时间-光谱分辨的激光振荡模型 |
| 2.4 超高斯反射镜非稳腔调Q脉冲的时—空演化模型 |
| 2.4.1 超高斯反射镜非稳腔 |
| 2.4.2 调Q脉冲的时—空演化动力学模型 |
| 2.4.3 SGM非稳腔调Q脉冲演化过程数值模拟 |
| 2.5 大能量ns脉冲Yb~(3+)激光放大器物理设计 |
| 2.5.1 端泵片状Yb~(3+)激光介质的泵浦动力学模型 |
| 2.5.2 大能量片状放大器增益介质参数设计 |
| 2.6 端泵Yb:YAG片的热-力学特性 |
| 2.6.1 热传输方程及相关参数 |
| 2.6.2 增益介质的温度分布 |
| 2.6.3 应力应变场有限元分析 |
| 2.7 狭窄通道内强迫对流换热研究 |
| 2.7.1 流—固共轭传热问题的描述 |
| 2.7.2 湍流方程 |
| 2.7.3 气冷Yb:S-FAP放大器的数值模拟 |
| 2.7.4 水冷Yb:YAG激光器的温度场数值模拟 |
| 2.8 低温条件下端面传导冷却技术研究 |
| 2.8.1 几种透明的热沉材料及其热-力学特性 |
| 2.8.2 低温下Yb:YAG的激光特性及热-力学特性 |
| 2.8.3 端面传导冷却大口径片状放大器的数值模拟 |
| 2.9 Yb:YAG激光振荡器实验 |
| 2.9.1 实验装置 |
| 2.9.2 实验结果与讨论 |
| 2.10 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 高平均功率普克尔盒的设计、研制及热管理研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 高平均功率下非线性晶体的热-力学特性研究 |
| 3.2.1 非线性晶体的热传导方程 |
| 3.2.2 非线性晶体的Hooke定律 |
| 3.2.3 温度分布模拟 |
| 3.2.4 端面变形和热应力分布模拟 |
| 3.2.5 高重复频率下的热-力学响应 |
| 3.2.6 DKDP晶体的热畸变和热退偏 |
| 3.3 热补偿型普克尔盒的性能分析 |
| 3.3.1 热补偿普克尔盒的工作原理 |
| 3.3.2 热补偿普克尔盒的性能分析 |
| 3.4 热补偿普克尔盒热效应实验 |
| 3.4.1 DKDP晶体的温度测量 |
| 3.4.2 热补偿普克尔盒的热退偏测量 |
| 3.5 重复频率等离子体普克尔盒优化设计 |
| 3.5.1 等离子体电极普克尔盒介绍 |
| 3.5.2 单脉冲驱动等离子体普克尔盒的优化设计 |
| 3.5.3 用于单脉冲驱动DKDP普克尔盒的电容分压法 |
| 3.6 重复频率等离子体普克尔盒的端面传导冷却 |
| 3.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 热容模式下固体激光器的热效应及输出特性研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 端面泵浦片状热容激光器的热效应数值模拟 |
| 4.2.1 热-力学分析物理模型 |
| 4.2.2 热-力分布及热畸变数值计算及分析 |
| 4.2.3 冷却性能分析 |
| 4.2.4 热容模式下不同介质的热-力学特性比较 |
| 4.2.5 温度分布的实验测量 |
| 4.3 千瓦级氙灯泵浦Nd:YAG热容激光器实验研究 |
| 4.3.1 布儒斯特角构型片状激光器 |
| 4.3.2 主动镜构型片状激光器 |
| 4.4 角锥棱镜阵列反射镜改善腔模分布 |
| 4.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 大口径钕玻璃片状放大器热效应及热恢复过程研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 氙灯泵浦大口径钕玻璃片的热沉积模型 |
| 5.3 氙灯泵浦导致的波前畸变 |
| 5.3.1 泵浦致钕玻璃片温度分布 |
| 5.3.2 钕玻璃片热变形和热应力的分布 |
| 5.3.3 泵浦致波前畸变和退偏效应 |
| 5.4 热恢复过程研究 |
| 5.4.1 热恢复计算模型 |
| 5.4.2 数值计算结果 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 论文研究的主要内容和结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 论文存在的不足 |
| 致谢 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 附录:固体激光器热管理技术综述 |
| 1.1 高功率固体激光系统中的热问题 |
| 1.2 热管理的主要技术途径 |
| 参考文献 |
（5）基于氧化锌微结构的电泵浦激光器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 ZnO材料的基本性质 |
| 1.2 ZnO材料微纳米结构简介 |
| 1.3 ZnO材料的生长工艺 |
| 1.3.1 分子束外延技术 |
| 1.3.2 原子层沉积技术 |
| 1.3.3 磁控溅射技术 |
| 1.3.4 金属有机物化学气相沉积技术 |
| 1.3.5 化学气相沉积技术 |
| 1.3.6 水热合成法 |
| 1.3.7 溶胶-凝胶化学合成法 |
| 1.3.8 电化学沉积法 |
| 1.4 ZnO基激光器件的研究进展 |
| 1.4.1 ZnO基光泵浦激光器件 |
| 1.4.2 ZnO基电泵浦激光器件 |
| 1.5 ZnO基激光器件研究中的核心问题 |
| 1.6 本论文所涉及的实验设备 |
| 1.7 本论文的选题依据和研究内容 |
| 第2章 单根ZnO:Ga微米带的制备与表征 |
| 2.1 单根ZnO:Ga微米带的制备过程 |
| 2.2 单根ZnO:Ga微米带的表征 |
| 2.3 单根ZnO:Ga微米带的光学特性 |
| 2.4 单根ZnO:Ga微米带的电学特性 |
| 2.5 基于单根ZnO:Ga微米带的光泵浦F-P微腔激光 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结的电泵浦随机激光器 |
| 3.1 n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的制备 |
| 3.2 n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的电学特性 |
| 3.3 n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的发光特性 |
| 3.3.1 正向偏压下n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的性能 |
| 3.3.2 反向偏压下n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的性能 |
| 3.4 能带理论解释n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的发光机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结的电泵浦F-P激光器 |
| 4.1 n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的制备 |
| 4.2 n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的电学特性 |
| 4.3 n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的发光特性 |
| 4.3.1 正向偏压下n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的性能 |
| 4.3.2 反向偏压下n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结器件的性能 |
| 4.4 n-ZnO:Ga微米带/p-GaN异质结二极管的发光机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于ZnO:Ga微米线/AuNPs/ZnO:Ga微米线十字交叉结构的电泵浦等离子体激光器 |
| 5.1 金属纳米结构的局域表面等离激元 |
| 5.2 等离子体激光器 |
| 5.3 单根ZnO:Ga微米线的制备与特性表征 |
| 5.4 基于单根AuNPs@ZnO:Ga微米线的MSM结构器件 |
| 5.5 ZnO:Ga微米线/AuNPs/ZnO:Ga微米线十字交叉器件制备 |
| 5.6 ZnO:Ga微米线/AuNPs/ZnO:Ga微米线十字交叉器件性能 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）毛细管放电类氖氩69.8nm激光增益饱和输出研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究进展及分析 |
| 1.2.1 软X射线激光产生方案的研究进展 |
| 1.2.2 毛细管放电46.9nm激光研究进展 |
| 1.2.3 毛细管放电其它波长激光研究进展 |
| 1.2.4 类氖氩C线69.8nm波长激光的研究进展 |
| 1.2.5 增益饱和及双程放大研究进展 |
| 1.3 研究现状分析 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 类氖氩69.8nm激光增益特性的理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 类氖氩69.8nm激光的产生机制 |
| 2.3 相对增益系数的理论研究 |
| 2.3.1 相对增益系数计算的理论模型 |
| 2.3.2 相对增益系数的计算结果及分析 |
| 2.4 Z箍缩过程中等离子体参数的模拟 |
| 2.4.1 一维磁流体力学理论模型 |
| 2.4.2 主脉冲电流幅值对等离子体参数的影响 |
| 2.4.3 主脉冲电流上升时间对等离子体参数的影响 |
| 2.4.4 初始气压对等离子体参数的影响 |
| 2.5 类氖氩69.8nm激光增益系数影响的理论模拟 |
| 2.5.1 主脉冲电流幅值对增益系数的影响 |
| 2.5.2 主脉冲电流上升时间对增益系数的影响 |
| 2.5.3 初始气压对增益系数的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 毛细管放电69.8nm激光近增益饱和输出研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验设备的介绍 |
| 3.2.1 实验设备组成 |
| 3.2.2 毛细管放电设备工作过程 |
| 3.2.3 激光分光方案介绍 |
| 3.3 毛细管长度35cm时最佳实验条件研究 |
| 3.3.1 主脉冲电流幅值对69.8nm激光强度的影响 |
| 3.3.2 初始气压对多波长激光影响的比较 |
| 3.4 增益系数实验研究 |
| 3.4.1 增益系数测量实验方法 |
| 3.4.2 多波长激光增益系数的实验研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 毛细管放电69.8nm激光增益饱和输出特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 毛细管长度45cm时69.8nm激光最佳实验条件研究 |
| 4.2.1 主脉冲电流幅值对激光的影响 |
| 4.2.2 初始气压对激光的影响 |
| 4.2.3 预主脉冲延时对激光的影响 |
| 4.3 45cm长毛细管69.8nm激光增益系数测量实验 |
| 4.4 类氖氩69.8nm激光时间特性实验研究 |
| 4.4.1 69.8nm激光时间特性与初始气压的关系 |
| 4.4.2 69.8nm激光时间特性与不同等离子体长度关系 |
| 4.5 69.8nm激光空间特性实验研究 |
| 4.5.1 69.8nm激光空间分布与初始气压的关系 |
| 4.5.2 69.8nm激光空间分布与不同等离子体长度的关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 毛细管放电69.8nm激光双程放大的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双程放大实验条件分析 |
| 5.3 双程放大实验装置 |
| 5.4 双程放大实验结果及分析 |
| 5.5 双程放大与单程放大激光特性的比较 |
| 5.5.1 双程放大与单程放大激光时间特性的比较 |
| 5.5.2 双程放大与单程放大激光空间特性的比较 |
| 5.5.3 不同初始气压下双程放大激光时间和空间特性的变化 |
| 5.5.4 双程放大激光的等效增益长度积 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）新型光子晶体光纤气体传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 新型光子晶体光纤传感研究综述 |
| 1.1.1 倏逝波光子晶体光纤传感研究 |
| 1.1.2 光子晶体光纤表面等离子体共振传感 |
| 1.1.3 表面增强拉曼散射光子晶体光纤传感 |
| 1.1.4 液晶填充光子晶体光纤传感器研究 |
| 1.1.5 光子晶体光纤光栅传感器研究 |
| 1.1.6 相位调制干涉型光子晶体光纤传感器 |
| 1.2 光纤气体传感概述 |
| 1.2.1 光纤气体传感 |
| 1.2.2 光纤有源内腔气体传感技术研究进展 |
| 1.2.3 光子晶体光纤气体传感研究进展 |
| 第二章 THz 波段类表面等离子体共振气体传感 |
| 2.1 表面等离子体共振基本原理 |
| 2.1.1 金属的电磁性质 |
| 2.1.2 体等离子激元 |
| 2.1.3 表面等离激元 |
| 2.1.4 表面等离子体共振传感基本原理 |
| 2.2 空气包层多孔聚合物 THz 波导 |
| 2.2.1 空气包层多孔聚合物 THz 波导设计原理 |
| 2.2.2 多孔聚合物 THz 波导损耗特性 |
| 2.2.3 多孔聚合物 THz 波导的单模特性 |
| 2.3 THz 波段类表面等离子体共振气体传感 |
| 2.3.1 PVDF 在 THz 波段折射率特性 |
| 2.3.2 PVDF/空气界面类表面等离子体振荡现象 |
| 2.3.3 多孔聚合物 THz 光纤类表面等离子体振荡气体传感研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 空心光子晶体光纤气体传感研究 |
| 3.1 光谱吸收型气体传感的基本原理 |
| 3.1.1 气体分子对单色光的吸收——lambert-beer 定律 |
| 3.1.2 吸收的线形和线宽 |
| 3.2 空心光子晶体光纤在气体检测中的应用 |
| 3.2.1 吸收型光纤气体传感器气室设计 |
| 3.2.2 空心光子晶体光纤传光特性 |
| 3.2.3 空心光子晶体光纤气室设计 |
| 3.3 空心光子晶体光纤气体传感实验研究 |
| 3.3.1 光子晶体光纤气体检测实验设计 |
| 3.3.2 光子晶体光纤乙炔检测研究 |
| 3.3.3 光子晶体光纤气体自动检测系统 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于掺铒光纤激光器有源内腔气体传感 |
| 4.1 掺铒光纤激光器基本特性 |
| 4.1.1 掺铒光纤特性 |
| 4.1.2 掺铒光纤激光器谐振腔结构类型 |
| 4.1.3 掺铒光纤激光器阈值以及输出特性 |
| 4.1.4 影响掺铒光纤激光器性能的主要因素 |
| 4.2 掺铒光纤激光器有源内腔气体检测基本原理 |
| 4.2.1 腔镜反射率对探测灵敏度的影响 |
| 4.2.2 激光增益的非线性效应对探测灵敏度的影响 |
| 4.2.3 模式竞争对灵敏度提高因子的影响 |
| 4.3 掺铒光纤有源内腔气体传感实验研究 |
| 4.3.1 掺铒光纤激光器有源内腔气体检测实验设计 |
| 4.3.2 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双波长掺铒光纤激光器内腔气体检测 |
| 5.1 多波长光纤激光器 |
| 5.1.1 双波长掺铒光纤激光器稳定振荡的条件[181] |
| 5.1.2 掺铒光纤激光器实现双波长输出的常用方法[182] |
| 5.2 双波长掺铒光纤激光器有源内腔气体检测实验研究 |
| 5.2.1 双波长掺铒光纤激光器设计 |
| 5.2.2 双波长掺铒光纤激光器输出特性 |
| 5.2.3 双波长掺铒光纤激光器有源内腔气体检测灵敏度分析 |
| 5.3 双波长掺铒光纤激光器有源内腔氨气检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）用于高功率激光的双脉冲双向环形激光放大技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 高功率激光装置的发展 |
| 1.2 高功率激光装置的现状 |
| 1.2.1 国外高功率激光装置现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 下一代高功率激光装置的进展 |
| 1.3.1 DiPOLE-100激光装置 |
| 1.3.2 LIFE激光装置 |
| 1.3.3 紧凑型脉冲激光放大器 |
| 1.3.4 双脉冲双向多程激光放大器 |
| 1.3.5 双脉冲单向多程激光放大器 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 双脉冲双向环形激光放大器的构型设计 |
| 2.1 近场注入型双脉冲双向环形激光放大器 |
| 2.1.1 基本结构 |
| 2.1.2 基本工作原理 |
| 2.1.3 近场注入型双脉冲双向环形激光放大器的像传递关系 |
| 2.2 远场注入型双脉冲双向环形激光放大器 |
| 2.2.1 基本结构 |
| 2.2.2 基本工作原理 |
| 2.2.3 远场注入型双脉冲双向环形激光放大器的像传递关系 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 双脉冲双向环形放大的理论模型 |
| 3.1 脉冲激光放大理论模型 |
| 3.1.1 饱和能量密度的修正 |
| 3.2 激光脉冲多程放大的理论模型 |
| 3.2.1 基于Frantz-Nodvik方程多程放大模型 |
| 3.2.2 考虑驰豫效应的多程放大模型 |
| 3.3 双脉冲双向环形放大的理论模型 |
| 3.4 放大脉冲时间波形预补偿的计算方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 双脉冲双向环形激光放大器的能流分析 |
| 4.1 多程激光放大器的模拟分析 |
| 4.1.1 能流分析 |
| 4.1.2 放大脉冲时间波形的变化 |
| 4.2 近场注入型双脉冲双向环形激光放大器的模拟分析 |
| 4.2.1 能流分析 |
| 4.2.2 放大脉冲时间波形的变化 |
| 4.2.3 片状放大器片数的配置 |
| 4.3 远场注入型双脉冲双向环形激光放大器的模拟分析 |
| 4.3.1 能流分析 |
| 4.3.2 放大脉冲时间波形的变化 |
| 4.3.3 片状放大器片数的配置 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 双脉冲双向环形激光放大器的光场特性分析 |
| 5.1 理论模型 |
| 5.1.1 光束的自由传输 |
| 5.1.2 光束通过空间滤波器的传输 |
| 5.1.3 光束通过非线性增益介质的传输 |
| 5.2 高功率激光装置参数 |
| 5.3 近场注入型双脉冲双向环形放大器的光场模拟分析 |
| 5.3.1 近场注入型双脉冲双向激光放大器的模拟计算 |
| 5.3.2 基于狭缝空间滤波器的光场特性分析 |
| 5.4 远场注入型双脉冲双向环形放大器的光场分析 |
| 5.4.1 远场注入型双脉冲双向激光放大器的模拟计算 |
| 5.4.2 基于狭缝空间滤波器的光场特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 双脉冲双向环形激光放大器的演示实验 |
| 6.1 实验平台 |
| 6.1.1 前端装置 |
| 6.1.2 双脉冲双向环形激光放大器的设计 |
| 6.2 单脉冲环形放大实验 |
| 6.2.1 单脉冲环形放大实验过程 |
| 6.2.2 单脉冲环形放大实验分析 |
| 6.3 双脉冲双向环形放大实验 |
| 6.3.1 双脉冲双向环形放大实验过程 |
| 6.3.2 双脉冲双向环形放大实验分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一 本文评价近场光束质量的主要参数 |
| 附录二 狭缝空间滤波器的像传递关系 |
| 攻读博士期间公开发表的论文和受理的专利 |
| 期刊论文 |
| 专利 |
| 致谢 |
（9）小电流低气压毛细管放电软X射线激光增益饱和输出研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 实现台式、小型化X 射线激光器主要方案 |
| 1.2.1 瞬态电子碰撞方案 |
| 1.2.2 基于光场感生电离的X 射线激光方案 |
| 1.2.3 毛细管放电泵浦方案 |
| 1.3 毛细管放电泵浦软X 射线激光国内外研究进展 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 等离子体箍缩的时间特性及光线在其中的传输 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 类氖氩 46.9nm 软 X 射线激光跃迁的形成 |
| 2.3 雪耙模型对Z 箍缩过程的描述 |
| 2.4 软X 射线激光在等离子体中的传输 |
| 2.4.1 电子密度线性分布时光线在等离子体柱内的传输 |
| 2.4.2 电子密度抛物线形分布时光线在等离子体柱内的传输 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 毛细管放电软X 射线激光装置及其改造 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 毛细管放电泵浦软X 射线激光装置 |
| 3.2.1 主脉冲系统及其改造 |
| 3.2.2 预脉冲系统 |
| 3.2.3 探测系统 |
| 3.3 充气系统的改造和热电偶真空计的标定 |
| 3.3.1 充气系统的改造 |
| 3.3.2 热电偶真空计的标定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 实现软X 射线激光更高增益的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主脉冲电流幅值对激光增益的影响 |
| 4.3 主脉冲电流上升沿对增益影响的实验研究 |
| 4.4 气体的掺杂对增益影响的实验研究 |
| 4.5 预脉冲电流对激光增益影响的实验研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 增益饱和输出及激光特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光尖峰时间特性研究和谱线分析 |
| 5.2.1 激光时间特性的分析 |
| 5.2.2 毛细管放电软X 射线激光谱线分析 |
| 5.3 激光束散角测量 |
| 5.4 小电流、低气压下激光的增益饱和输出 |
| 5.4.1 增益系数的测量方法 |
| 5.4.2 增益系数的测量实验 |
| 5.5 激光能量计算 |
| 5.6 采用毛细管放电实现更短波长探索性实验和可能性分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）金属蝶形纳米天线阵列结构的局域表面等离激元共振特性及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 表面等离激元的起源 |
| 1.2 表面等离激元的基本原理 |
| 1.2.1 麦克斯韦方程组 |
| 1.2.2 金属的自由电子气模型 |
| 1.2.3 金属纳米颗粒中的局域表面等离激元 |
| 1.3 局域表面等离激元的实际应用 |
| 1.3.1 等离子体增强表面拉曼散射 |
| 1.3.2 等离子体增强光电子器件 |
| 1.3.3 等离子体荧光增强及纳米激光器 |
| 1.4 时域有限差分数值计算方法 |
| 1.4.1 时域有限差分算法的基本原理 |
| 1.4.2 时域有限差分算法的数值稳定条件和色散特性 |
| 1.4.3 时域有限差分算法的吸收边界条件和激励源设置 |
| 1.5 论文主要内容及章节安排 |
| 第2章 金属蝶形纳米天线阵列结构的LSPR特性理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 金属蝶形纳米天线阵列结构的理论模型建立 |
| 2.3 金属蝶形纳米天线阵列结构的LSPR调控 |
| 2.3.1 仿真计算几何参数对BNA阵列结构LSPR特性的影响 |
| 2.3.2 仿真计算光学参数对BNA阵列结构LSPR特性的影响 |
| 2.3.3 仿真计算蝶形纳米天线阵列的LSPR光谱可调性 |
| 2.4 金属蝶形纳米天线阵列结构在光学传感中的应用 |
| 2.4.1 仿真计算BNA阵列结构在SERS中的应用 |
| 2.4.2 仿真计算BNA阵列结构在生物传感器中的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第 3 章 金属蝶形纳米天线阵列与 Ag2S 半导体量子点复合基底的SERS 研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ag2S半导体量子点的合成制备及表征 |
| 3.2.1 Ag2S半导体量子点的合成制备 |
| 3.2.2 Ag2S半导体量子点的表征 |
| 3.3 金属蝶形纳米天线阵列结构的设计、制备及表征 |
| 3.3.1 金属BNA阵列结构的理论设计 |
| 3.3.2 金属BNA阵列结构的实验制备及表征 |
| 3.4 蝶形纳米天线阵列与Ag_2S半导体量子点的复合基底的SERS特性研究 |
| 3.4.1 BNA/Ag2S复合基底的拉曼光谱测试 |
| 3.4.2 BNA/Ag2S复合基底的拉曼散射增强的机理 |
| 3.4.3 BNA/Ag2S复合基底的拉曼偏振依赖关系研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第 4 章 金属蝶形纳米天线阵列结构增强钙钛矿光电探测器近红外性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 金属蝶形纳米天线阵列结构的设计、制备及表征 |
| 4.2.1 金属BNA阵列结构的理论设计 |
| 4.2.2 金属BNA阵列结构的实验制备及表征 |
| 4.3 钙钛矿多晶薄膜的合成制备及表征 |
| 4.3.1 钙钛矿多晶薄膜的合成制备 |
| 4.3.2 钙钛矿多晶薄膜的表征 |
| 4.4 等离子体钙钛矿光电探测器的制备、表征及光电性能测试 |
| 4.4.1 等离子体钙钛矿PD的制备及表征 |
| 4.4.2 等离子体钙钛矿PD的光电性能测试 |
| 4.4.3 等离子体钙钛矿PD的性能增强机理 |
| 4.4.4 等离子体钙钛矿PD的光响应及稳定性测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文的主要工作总结 |
| 5.2 论文的创新点 |
| 5.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、作为X激光增益介质的激光等离子体特性（论文参考文献）
- [1]等离子体Z箍缩过程与类氖氩软X射线激光的研究[D]. 姜杉. 哈尔滨工业大学, 2015(02)
- [2]钙钛矿基微纳激光器及其调控研究[D]. 黄灿. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]毛细管放电等离子体状态研究及低气压X光激光输出[D]. 栾伯晗. 哈尔滨工业大学, 2007(05)
- [4]高功率固体激光系统的热效应及热管理研究[D]. 曹丁象. 国防科学技术大学, 2008(04)
- [5]基于氧化锌微结构的电泵浦激光器件研究[D]. 李占国. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(08)
- [6]毛细管放电类氖氩69.8nm激光增益饱和输出研究[D]. 刘涛. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [7]新型光子晶体光纤气体传感器研究[D]. 景磊. 天津大学, 2012(05)
- [8]用于高功率激光的双脉冲双向环形激光放大技术研究[D]. 虞天成. 苏州大学, 2019(04)
- [9]小电流低气压毛细管放电软X射线激光增益饱和输出研究[D]. 谢耀. 哈尔滨工业大学, 2011(05)
- [10]金属蝶形纳米天线阵列结构的局域表面等离激元共振特性及其应用研究[D]. 王彬. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(08)