一、其它激光理论与技术（论文文献综述）
颜佳伟[1]（2021）在《高重复频率自由电子激光的新机制研究》文中认为由于具有短波长、高峰值亮度、全相干、短脉冲等优越性能,X射线自由电子激光（XFEL）已经成为生物、化学、材料科学、凝聚态物理等多个学科领域的关键工具。近年来,为了获得高平均功率的辐射脉冲同时提高装置的可用性,基于超导直线加速器的高重复频率XFEL被提出并迅速成为领域前沿。高重复频率XFEL将极大的拓宽FEL的应用范围,但同时也带来了一系列的挑战。连续波XFEL很难通过改变加速结构的触发频率等传统方法来实现束团的能量控制,这限制了各条波荡器线的辐射波长调节范围。在本论文中,我们首次提出并设计了一套束流能量控制系统以实现在连续波XFEL中逐束团的能量控制。基于上海高重复频率硬X射线FEL装置的模拟结果表明,这套装置可以实现在1.5到8.7 Ge V之间连续的能量调节。超大带宽XFEL是近年来提出的新运行机制,对X射线谱学与晶体学等实验有着重要意义。对于高重复频率XFEL的关键问题是,如何在不改变已有装置布局与元件的前提下,获得带宽尽可能大的XFEL辐射脉冲。在本论文中,我们首次将高维多目标优化算法NSGA-III用于加速器领域,对过压缩运行模式的工作点进行系统设计,从而优化最终的输出带宽。由于缺乏具有高峰值功率且高重复频率的种子激光系统,外种子型XFEL很难高重复频率运行。在本论文中,我们首次提出相干能量调制的自放大机制用于将初始的能量调制放大1-2个数量级,从而极大的放松对种子激光的要求。基于上海软X射线自由电子激光装置已有的条件,我们完成了这个机制的原理性验证实验并且实现了对初始相干能量调制超过25倍的放大。在实验中,我们仅利用了1.8倍切片能散的能量调制实现了单级HGHG的7次谐波辐射与两级级联HGHG的30次谐波辐射。这是目前国际上“谐波次数/调制深度”的最好结果。该实验为未来建设兆赫兹量级的外种子型XFEL铺平了道路。激光与相对论电子束团在波荡器中持续的相互作用是XFEL的基本原理。在本论文中,我们首次在实验上验证并测量了激光与电子束在单块二极磁铁中的相互作用,揭示了最基本的FEL过程。此外,基于相干能量调制的自放大机制,我们实验证明了在二极磁铁中获得的能量调制可以用于单级HGHG的6次谐波辐射。该实验说明二极磁铁可以用来作为引入激光-束流相互作用的新工具,从而实现更加紧凑的激光加热器或者适用于激光等离子体加速器的调制段。这为设计未来的新型相干光源提供了新思路。
徐远方[2]（2020）在《振荡器自由电子激光输出性能研究》文中进行了进一步梳理自由电子激光凭借其所具有的高功率、辐射相干、波长连续可调等特点而被越来越被多的科研工作者认可,逐渐成为一种被广泛使用得光源,因而提升自由电子激光的输出性能也成为了当前机器研究的热点。振荡器型自由电子激光以其造价低廉、对束流品质要求低等特点而成为红外波段自由电子激光装置的主要工作模式并在世界各地得以如雨后春笋般建设运行,我国也在合肥建设了第一台红外自由电子激光用户装置——FELiCHEM。本文主要围绕振荡器型自由电子激光进行研究,探索提高光源输出特性的方法,从而更好地满足用户需求。我们研究了振荡器FEL中的光场饱和机制并探讨了提高电子能量提取效率的方式。光场饱和后应用锥化波荡器是提升电子能量提取效率的有效方案,但在多程放大的振荡器FEL中,很难在宏脉冲时间内完成波荡器锥化率的调节,因而我们研究了小锥化率波荡器在振荡器FEL中应用的可能性。在线性近似下我们给出了电子与光场的相互作用方程,并通过数值计算得到了增益随锥化率的变化曲线,对此我们讨论了小锥化率的范围,研究表明在合适的波荡器小锥化率条件下可以获得更高的光场饱和输出能量,之后我们还给出了该方案在FELiCHEM装置中的应用。由于小锥化率波荡器对光场能量提升有限,因此我们还研究了光场饱和后改变电子能量的方案,根据相包内粒子追踪模拟和理论计算结果我们给出了饱和光场下理论上的电子能量最优取值,作为电子能量的调节依据。然后我们给出了该方案下振荡器FEL中所能获得的最大电子能量提取效率和最大光场饱和功率估算公式,三维模拟结果与理论分析一致,其后我们探讨了该方式在FELiCHEM装置中的实际应用可能性。最后我们提出在振荡器FEL中同时采用小锥化率波荡器和光场饱和时改变电子能量的方案,研究结果表明新方案可以进一步地提高振荡器FEL的饱和输出能量。在远红外和THz辐射等长波辐射中,波长衍射会带来很大的光场损耗,导致光场起振较慢甚至于难以起振,因此FEL中的波荡器真空室通常被设计为光波导使用以抑制衍射效应,但波导的引入会带来光谱间隙,从而破坏了振荡器FEL光谱扫描的连续性。FEL常用模拟软件Genesis并不能用来模拟带波导的情况,基于此我们科研团队开发了可用于带波导情况的wGenesis软件,本论文结合wGenesis和OPC三维模拟软件对带波导振荡器FEL进行研究,给出了对应的辐射光谱分布,其结果与CLIO上的实验结果吻合良好,证实了我们的模拟方法对带波导FEL是可靠的。我们研究指出波导FEL中x方向的高阶模式影响不可忽略,会造成光谱间隙位置偏移,因此我们改进了光谱间隙的理论计算公式并成功预测了波导效应的影响,且数值计算结果与三维模拟吻合很好。我们针对FELiCHEM装置进行波导FEL三维模拟,所得结果与中红外波段实验所观测到的光谱间隙位置一致,同时我们还给出了不同波导尺寸下的光谱分布,这表明我们的研究可作为装置的调试指导,并为以后的振荡器FEL设计提供重要参考依据。腔长失谐量是影响短电子束团振荡器FEL激光性能的一个重要参数,在大失谐量下增益大,光场快速起振,但饱和功率低,而在小失谐量下则正好相反,通过动态腔长失谐技术我们可以同时实现光场快速起振和高饱和功率输出。我们研究了动态腔长失谐技术下的腔长调节时机,结果表明其最佳选择应在光场增益降至初始增益约一半之时,此时振荡器FEL既能充分利用大失谐量起振,又能保持小失谐量下的饱和能量,从而得到最大的宏脉冲能量。我们研究还发现动态腔长失谐技术下光场饱和时的腔长小失谐量最好设置在辐射波长一半附近,此时对应于光场最高饱和功率。然后我们探讨了将动态腔长失谐技术应用到FELiCHEM装置中的可能,并在三维模拟中给出了动态腔长失谐技术下的最优宏脉冲能量提升结果。最后介绍了在FHIFEL装置上的实验研究工作,首先通过插靶法测量电子束团能散的方式完成了电子束团长度的测量。之后我们通过加速段中chicane装置,采用磁压缩的方式实现了对电子束团长度的压缩,获得了短脉冲、高流强的微脉冲电子束团,并调束让其在振荡器中辐射出光,从而在FHI FEL装置上首次独立的完成了短束团辐射出光实验,获得了较高激光输出能量。我们还通过搭建二次谐波能量测量装置完成了 FHIFEL中的二次谐波实验,并在实验中分析了部分参量对二次谐波的影响。
赵荣杰[3]（2020）在《自由电子激光装置中束流分配切割磁铁的研究与研制》文中认为作为目前最先进的第四代光源,自由电子激光（FEL）具有超短脉冲、超高亮度、空间全相干等更优异的特性,为生命、医药、化学、材料、能源等领域带来了全新的发展机遇,并将促进这些领域的极大发展。未来,自由电子激光将朝着高重复频率、短波长、脉冲可控等方向发展,自由电子激光装置也将实行多波荡器线同时运行,以产生多种模式、多种性能参数的自由电子激光,满足更广泛的用户同时用光的需求。与环形同步辐射光源不同,自由电子激光使用直线加速器来产生高品质的电子束,这就在很大程度上限制了它的用户容量,所以为提高自由电子激光装置的运行效率,必须进行束流分配系统的研究和设计。目前世界范围内大部分的自由电子激光装置都根据各自的装置参数以及实验需求设计了自己独特的束流分配系统。目前在建的上海硬X射线自由电子激光装置（SHINE）未来也将实行多束线同时运行,也进行了自己的束流分配系统的设计。在束流分配系统的设计中,选择用冲击磁铁（kicker）与切割磁铁（septum）组合的方式,冲击磁铁对电子束进行小角度的垂直偏转,之后再利用切割磁铁对束流进行大角度的水平偏转,实现束流分离,然后束流进入到各条波荡器线。本论文中首先对用于SHINE装置束流分配系统的Lambertson型切割磁铁进行了详细设计。针对SHINE装置束流分配段的整体要求,提出了对Lambertson磁铁的总体设计指标,之后进行了磁芯选材,并在考虑实际的磁铁设计以及工程应用的基础上,对磁铁的各尺寸参数以及励磁线圈中的电流大小进行了设计和优化。为了提高Lambertson磁铁好场区内的磁场均匀性,采用在磁铁极头边缘加垫片的方法。通过优化垫片尺寸并且经过模型的模拟验证,成功将Lambertson磁铁好场区内的磁场均匀性进行了很大提高,达到了设计指标。在Lambertson磁铁的整体设计中,为了降低无场区内的漏场,将无场区所在极头在磁铁两端进行了加长,并且在磁铁的两端设计了屏蔽板进行屏蔽处理。通过高精度的三维模型的模拟发现,采用极头加长与磁铁端部屏蔽相结合的方法,有效降低了Lambertson磁铁无场区内的积分漏场,满足了设计要求。同时,在Lambertson磁铁完整的物理设计的基础上,对磁铁其它配套系统进行了设计,并完成了磁铁部件的加工和组装,也搭建了实验系统对磁铁的各指标参数进行了实际测量。最后给出了完整的Lambertson磁铁的设计参数,为Lambertson磁铁在SHINE装置上的应用奠定了基础。在本论文中同时对Lambertson型切割磁铁设计中的难点提出了创新性的解决方法。为了提高Lambertson磁铁好场区内的磁场均匀性,我们采用对称补偿的思想,提出了在无场区对立极头加孔的方法。通过高精度模拟验证得出,当所加两孔的尺寸、间距以及距好场区的深度满足一定的参数关系时,能够有效提高Lambertson磁铁好场区内的磁场均匀性。这是首次提出的具有确定参数关系的用于提高Lambertson磁铁好场区内磁场均匀性的方法。同时针对Lambertson磁铁设计中最大的设计难点—无场区内漏场的降低问题,我们创造性地提出了将Lambertson磁铁与四极磁铁的设计相结合,并首次提出了“磁场整形”的概念。通过在无场区内添加通电线圈,将Lambertson磁铁无场区内的漏场“整形”为一个四极场,此时四极场磁中心处的初始漏场降低为零,并且通过调节线圈中的电流可以实现零磁场区域的移动,具有很大的灵活性。这是首次提出的能够将Lambertson型切割磁铁无场区内的漏场真正降低为零的方法,并且此方法的附加成本很小,具有极大的应用价值。
赵庆[4]（2020）在《CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物的随机激光研究》文中研究表明与传统激光器相比,随机激光有类似的工作原理,但是激光模式是由多重散射决定的,不需要额外的光学谐振腔。多重散射增加了光子在增益介质中的光程,当某一模式下光子的增益大于损耗时,就实现了随机激光出射。I型核-壳结构的CdSe/ZnS量子点（QDs）使用ZnS壳对CdSe核量子点进行无机钝化,提高了其光学性能和光化学稳定性。聚合物作为一种功能材料,通常将增益介质掺杂在聚合物材料中,从而形成波导结构。CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物有利于具有实现低激光阈值、高色纯度和良好的环境稳定性的随机激光出射。本文基于CdSe/ZnS量子点掺杂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）,分别研究了Ag纳米岛的表面等离子体共振对随机激光的增强效应,以及SiO2锚定CdSe/ZnS量子点柔性随机激光器的激光特性。基于金属纳米粒子的表面等离子体共振效应,研究了基于表面等离子体增强的CdSe/ZnS量子点掺杂PMMA随机激光特性。首先在未引入Ag纳米岛结构的体系中,样品出射光谱中没有观测到明显的分立尖峰,而只观测到放大自发辐射（ASE）现象,光谱的半高全宽（FWHM）约为10 nm,阈值约为2.0 mJ/cm2。当在体系中引入Ag纳米岛结构后,样品出射光谱上可以观测到FWHM约为0.2 nm的随机激光现象。并且,由于Ag纳米岛的表面等离子体共振效应和PMMA有源波导层的光限制效应的存在,随机激光的阈值被进一步降低,约为1.6 mJ/cm2。通过改变体系中Ag纳米岛结构的分布密度,进一步确定了Ag纳米岛的表面等离子体共振效应对随机激光出射的影响。Ag纳米岛分布密度的改变可以调节随机激光的出射强度和振荡模式,这为设计可调谐随机激光提供了思路。最后,通过改变样品的泵浦条纹长度,确定了随机激光出射存在一个临界泵浦面积,并且研究了随机激光出射的稳定性,在进行了1.4*105个激光脉冲泵浦后,随机激光的出射强度仅下降初始强度的20%,FWHM仍然小于1 nm。研究了基于SiO2锚定的CdSe/ZnS量子点掺杂PDMS随机激光特性。制备了SiO2-QDs复合纳米体系,很好地避免了因量子点团簇而带来的斯塔克效应和荧光猝灭现象,从而使得量子点的发光效率不会被降低。通过改变体系中SiO2微球的浓度,确定了当SiO2微球的浓度为1.2 mg/mL时,出射随机激光有最低的阈值,约为1.2 mJ/cm2。随后,探究了SiO2微球的粒径大小对随机激光出射的影响,确定了当SiO2微球的粒径大小为550 nm时,体系的反馈深度最强。接下来,在已经确定的最佳SiO2微球的浓度和粒径大小的条件下,通过改变泵浦条纹的长度,可以调节随机激光出射的峰值波长以及模式数量;研究了随机激光出射的角度依赖性,发现随机激光的出射被强烈的限制在±10°的角度范围内。最后,探究了对PDMS薄膜拉伸下随机激光出射模式的可调控性。由于PDMS薄膜的易弯曲和延展性,这种随机激光器在集成光学、微纳光电子学、显示成像和可穿戴设备等方面有潜在的应用价值。
俞航航[5]（2020）在《双光子吸收泵浦碱金属蒸气激光理论建模与特性研究》文中研究指明半导体泵浦的碱金属蒸气激光器（Diode-pumped alkali vapor laser,DPAL）具有量子效率高,光束质量好和具备高功率输出潜力等优点,近年来得到了大力发展。与此同时,双光子吸收泵浦的碱金属蒸气激光器（Two-photon excitation of alkali vapor laser,TPEAL）因具有蓝光和中红外光多波段同轴输出的优势以及优越的物理特性也引起越来越多研究人员的关注。碱金属原子借助于中间能级（nP）或者是虚能级通过双光子吸收的方式跃迁到高能级(nS1/2?n,n+1D),然后由放大自发辐射触发的四波混频效应实现中红外和蓝光波段激光同步输出。TPEAL中的四波混频过程逐步应用在光子存储,量子记忆及量子计算等方面,未来有望在红外制导、红外探测和激光水下通信等领域取得应用。目前,国内外开展了大量探索性的研究,但由于TPEAL过程相对于普通四波混频的特殊性,理论上对其泵浦阈值,吸收截面等工作特性的系统研究屈指可数,极大制约了TPEAL的发展。鉴于此,本文采用理论建模,数值仿真与实验数据验证和分析相结合的方法,对双光子吸收泵浦碱金属蒸气激光器的工作特性进行了深入的研究,主要内容如下:1、详述了双光子吸收泵浦碱金属蒸气激光器的国内外现状,比较和分析Rb和Cs两类碱金属蒸气的特点,指出了现阶段TPEAL过程研究中存在的问题。在简要概述碱金属原子物理性质的基础上,阐明了双光子吸收的泵浦方式,重点求解了构建模型和特性分析中所需要的关键参量,为TPEAL运行机理和关键特性的理论研究提供了参量基础。2、在TPEAL模型建立过程中,采用耦合波方程描述了碱金属蒸气中的四波混频过程,并对耦合波方程进行了小信号求解。在求解过程中结合放大自发辐射理论给出了方程的边界条件和初始项,从而获得了中红外光和蓝光的光电场强度的传输表达式,进而讨论了中红外光和蓝光的光强变化规律,为系统分析双光子泵浦碱金属蒸气激光器的出光特性提供理论基础。3、提出了双光子吸收截面参量用于更好地描述Rb和Cs两类碱金属蒸气的双光子吸收过程以及定量分析其双光子吸收特性。由耦合波方程出发分别对Rb原子和Cs原子在单波长和双波长两种泵浦方式下的吸收截面进行了理论建模和特性分析,将结果与实验数据对比,二者符合较好,验证了模型的有效性;随后在考虑原子超精细能级结构的基础上重点分析了工作温度和泵浦光频率偏移量对吸收截面的影响,发现泵浦光频移量是影响吸收截面最重要的因素。双光子吸收截面参量的提出对TPEAL吸收过程的定量描述和分析有重要的意义。4、建立了TPEAL过程的泵浦阈值模型并进行了系统的研究。将耦合波理论与速率方程相结合建立了单波长泵浦方式下的阈值模型,通过与实验数据的对比验证了模型的有效性,随后对泵浦阈值特性的分析确定了泵浦光频率偏移量和蒸气池温度对泵浦阈值的决定性影响。同时在单波长泵浦模型的基础上构建了双波长泵浦的阈值模型,与单波长泵浦模型结果对比发现双波长泵浦方式下,TPEAL运行的阈值远远小于单波长泵浦时的情况,泵浦光频移量和工作温度等因素对阈值的影响在两种泵浦方式下出现很大的差别。5、针对碱金属蒸气中四波混频的相位匹配情况分为了非共线相位匹配和共线相位匹配开展了研究。采用图形法对非共线相位匹配进行分析,给出了泵浦矢量与最大相位匹配角之间的关系,发现泵浦光在小角度范围内都可以实现相位匹配;为了更精确描述碱金属蒸气的相位匹配过程,在共线相位匹配研究的基础上引入折射率的非线性项,并分析了影响共线相位匹配的因素,结果表明泵浦功率密度、泵浦光频移量等参量对非线性相位匹配影响显着,相位匹配特性的研究有助于实现高效的TPEAL过程。论文对双光子吸收泵浦的碱金属蒸气激光器展开了深入的研究,解决了定量描述其实现过程及特性的难题,为后续TPEAL实验研究的开展和高效激光输出的实现提供理论指导。
王晓凡[6]（2020）在《储存环光源和自由电子激光的辐射新机制研究》文中进行了进一步梳理储存环光源成熟可靠,可以产生从红外到硬X射线的皮秒量级的辐射脉冲来研究分子和原子尺度的物质结构,具有高稳定性、高重复频率和多光束线可用性等特征。基于直线加速器的自由电子激光（FEL）可以产生具有短波长、高峰值亮度、高相干度和超快分辨率的辐射脉冲。在储存环中产生种子激光的高次谐波强相干辐射已经在加速器光源领域引起了极大兴趣,因此,将FEL运行机制和储存环结合已成为同步辐射光源发展的又一个新趋势。FEL的运行机制是FEL物理的核心,目前已经有多种运行机制,其中最为典型的是自放大自发辐射（SASE）。SASE-FEL能够提供极高亮度、横向全相干的超短光脉冲。但由于SASE的自发辐射起源于电子束的噪声,因此产生的FEL纵向相干性较差、有较大的功率抖动和相对较长的波荡器饱和长度（通常为百米）。使用谐波转换方案可以显着改善SASE-FEL的纵向相干性并抑制功率抖动。成熟的谐波转换方案有高增益高次谐波生成（HGHG）、回声增强型谐波生成（EEHG）和相位融合增强型谐波生成（PEHG）,其中HGHG和EEHG已经被实验证实。但是在储存环中使用谐波转换方案时,应当引入尽可能小的电子束能散,而上述这些方案通常引入的电子束能散过高,容易破坏储存环中的电子束品质。为了改善这些运行机制,同时满足储存环光源及FEL用户日益增长的新需求,需要有辐射新机制的提出。在此背景下,本文首先研究了倾斜入射的激光与电子束在波荡器中的相互作用。该相互作用是谐波转换型FEL中一个基本而重要的物理过程,然而据作者调研,目前国际上尚无研究这一过程的相关工作。本文首次系统地研究了这一物理过程,理论分析和数值模拟结果表明,该相互作用不仅会在电子束的相空间上施加能量调制,而且还会产生角度调制,这会降低谐波转换型FEL（如HGHG和EEHG）的谐波转换效率,并会略微增大电子束的发射度。与此同时,该相互作用也可以被看作是一种全新的束团多维操控技术（倾斜激光调制技术）。利用该技术对电子束的多维调制属性,可以将传统谐波转换方案中产生高次谐波所需要的能量调制依赖部分地转移为角度调制依赖,从而降低电子束在种子激光高次谐波群聚时所需的能量调制深度。基于此,我们提出了两种利用倾斜激光调制技术实现储存环中电子束预聚束的新方案,其中第二个方案更具可行性。它巧妙地利用了倾斜激光调制段和二级铁的简单组合,将高次谐波群聚与储存环中电子束的发散角相关联,同时借助储存环中垂直方向发散角很小这一特点,达到了以非常小的激光引入能散来增强电子束的高次谐波群聚的效果。数值模拟表明,基于衍射极限储存环,该方案产生的FEL在十米长波荡器内达到饱和,在储存环中输出百兆瓦量级、全相干的EUV辐射脉冲。与其它谐波转换型FEL相比,该方案具有更高的谐波转换效率;与基于储存环的SASE-FEL相比较,该方案在保持FEL峰值功率基本不变的情况下,大幅地减小了辐射饱和长度。该方案lattice设计简单,可以灵巧地使用在现有设施中,这为实现EUV和软X射线波段的储存环FEL提供了新的技术路线。倾斜激光调制技术也可以应用在发射度交换（EEX）中。EEX可以重新排列电子束的分布,被广泛应用在储存环、FEL和对撞机中。本文基于倾斜光调制技术提出了全新的EEX方案,能够实现电子束在光波长尺度上的EEX。理论研究表明采用该方案可以大幅提升FEL的性能,并可实现光波长尺度上的束团整形。所提方案实现了对传统EEX方案的突破,对未来EEX的理论探索和实验研究具有重要的启示意义,在储存环和FEL等领域具有广阔的应用潜力。
杨芮[7]（2020）在《有机聚合物薄膜表面形貌调控及随机激光性能研究》文中研究说明有机薄膜激光器（Thin Film Organic Lasers,TFOLs）因其易加工性、化学通用性、波长可调谐性和低成本等优点,在工业、医药和现代生活的许多方面中展现出区别于无机薄膜激光器的巨大优势,近年来在国内外引起广泛重视和研究。其中,相比传统激光器,随机激光器以无序结构中的随机散射提供反馈,不再依靠传统谐振腔进行反馈,从而实现高强度的受激辐射,并具有制造成本低廉、工作波长特殊、尺寸较小、结构设计灵活及友好的衬底兼容性等优点,而拥有随机激光特性的TFOLs（即有机薄膜随机激光器）将在传感技术、医疗保健、成像显示和光通信等领域获得更广泛应用。有机薄膜随机激光器的激光发射原理,主要分为“经典”随机激光和“量子”随机激光两大类。经典随机激光理论中,薄膜无序腔空间尺寸远大于发射波长,构成长程无序体系,当体系足够大时,可能存在不稳定的周期性闭合光传播路径,使发射光产生相干性。量子随机激光理论中,薄膜中散射介质构成短程无序,利用光散射发生“安德森”局域化,形成闭合回路,从而实现相干激光的发射。基于以上随机激光理论,本论文首先设计两类有机聚合物薄膜,通过对聚合物薄膜表面形貌的调控,研究表面形貌和结构变化对随机激光性能的影响关系。论文具体研究内容如下:1.利用甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸三氟乙酯（TFEMA）和七异丁基甲基丙烯酰氧基笼型倍半硅氧烷（MAPOSS）为原料,通过自由基溶液聚合制备系列无规共聚物（Poly（MMA-co-MAPOSS-co-TFEMA）,PMPF）。通过核磁氢谱（1HNMR）和红外光谱仪（FT-IR）表征了PMPF的化学结构,利用X射线衍射图谱（XRD）和原子力显微镜（AFM）表征了PMPF共聚物薄膜中POSS聚集行为和含氟段微相结构的形成。通过在PMPF中掺杂激光染料（PM597）后实现光信号增益。利用共聚物中的微相结构作为散射体,同时薄膜粗糙表面造成的折射率长程波动产生相干性,最终产生随机激光发射。2.合成了激光染料N,N’-二（1-己基庚基）-苝-3,4,9,10-二甲酰亚胺（PBI-HH）,,将PBI-HH掺杂至聚苯乙烯（PS）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）,通过喷涂制备了PBI-HH/PS和PBI-HH/PMMA薄膜。利用荧光分光光度计表征了薄膜的荧光发射,研究了喷涂成膜参数、聚合物-染料分子相互作用和退火工艺对薄膜荧光性质的影响。利用浓度依赖性调控染料分子聚集态,通过Nd:YAG激光器（532nm）泵浦薄膜样品,表征不同染料聚集态薄膜的受激发射性质。利用光学显微镜和灰度分析,分析了喷涂成膜的机理,表征了退火和喷涂溶剂对薄膜形貌的影响,通过利用改变喷涂参数实现对薄膜形貌的调控,最终制备可调谐有机薄膜随机激光器。本论文利用聚合物特征基团自组装形成微纳结构,结合激光染料的光信号放大性质,实现随机激光的发射。论文研究了聚合物微纳结构和薄膜表面形貌变化对随机激光性能的影响关系。本论文的研究对有机薄膜随机激光的性能调控具有一定的指导意义,为随机激光在不同领域的应用提供理论依据和实验可行性,为制备具有多功能、可调谐聚合物薄膜随机激光器开辟了新的道路。
黄大朋[8]（2020）在《MXenes材料制备及其随机激光性能研究》文中研究表明光电器件的小型化、智能化已成为人工智能时代发展的重要推动力,因此相应地对光电器件的基础材料也提出了高的需求。以石墨烯为代表的二维（2D）材料因其与体块材料不同的新颖的物理化学性质引起了人们的广泛关注,且其低维特性完美地符合当前小型化、智能化光电器件的需求。其中,过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物（MXenes）其丰富的元素组成和结构可调性赋予了其丰富的物理化学性质,并逐渐在2D材料家族中脱颖而出。近年来MXenes在微型可集成光电子器件相关领域展现出了极大潜力,有望成为新一代光电子集成平台。激光作为光电器件的基础光源,在器件的光通讯、互联与传感应用方面发挥着不可替代的作用。然而目前MXenes材料多是在激光的调制和探测领域被挖掘和应用,其在激光光源的产生方面尚未实现突破,这极大地限制了 MXenes材料在更广泛应用领域中的开发。激光光源的获得通常需要增益介质、谐振腔和激励源三要素。基于此三要素,激光自上世纪60年代被发明以来,由于其兼具高的光强度和相干特性,尤其在多种波段光源被实现以后,激光光源逐渐成为高速、大容量通信技术及光电器件的基础。但面对当前小型化、集成化光电器件及其光互连、通信、传感等开发和应用,传统激光光源由于其腔型、工艺和体积等因素限制使得其很难参与到光电器件的高度集成。在此背景下,随机激光其无需外加谐振腔的紧凑构型为微型芯片级激光光源提供了机会。其光腔可以由纳米结构散射环境提供,光子在多次散射后可以构成局域闭环回路进行光子振荡,进而产生受激发射和激光。MXenes材料已被证明具有良好的水溶性和优异的光吸收及光热转换特性,其稳定胶体液在外部光激励源的作用下具备在局域液相环境中构建介质折射率非均匀化的能力,以此产生光散射迫使光改变传播方向,进而构建光子的局域化并形成光反馈腔。因此MXenes材料借助其低维特性和局域液相散射环境有望在微型激光光源领域发挥积极作用,甚至在一定调节手段下获得光增益属性的MXenes更有望实现完全MXenes基激光。基于MXenes材料这一平台实现激光的产生,将会使得MXenes材料在小型化、集成化光电子器件领域展现出更大的魅力。也将会对材料、光学、通讯及生物医学等领域带来新的发展机遇。本论文利用Ti3C2-MXene优异的光吸收及光热转换特性,在脉冲激光泵浦下的稳定胶体液中,借助其光热属性触发了局域的溶剂气泡效应即介质折射率的非均匀化,进而构建了非线性散射机制。利用其波长非敏感的宽带散射特点,与宽带光发射碳量子点复合,通过优化泵浦源和泵浦体积等条件成功实现了由黄到深红色的超连续随机激光,波长覆盖范围约150 nm。利用量子限域和边缘效应对低维材料的能带结构及荧光特性的调节作用,采用水热裁剪的方法高效制备了零维状态下的MXenes量子点（MQDs）,进一步赋予了 MXenes其自身光增益属性,并证实了氨水调节的水热环境对所制MQDs的表面钝化及荧光增强的作用。通过有限原子系统的结构与荧光特性对比,优选发光范围可覆盖整个可见区的V2C-MQDs,通过浓度介导的胶体表面张力调节和泵浦优化,实现了局域的光散射并构建了多重光反馈腔,在水相V2C-MQDs中实现了 490、545、587和613 nm四色混合的白光激光。此MXenes基激光源的实现为其微型化、智能化应用开发奠定了基础。本论文具体研究工作如下:（1）由于层离的单层/少层MXenes其大的比表面积以及液相下良好的胶体稳定性较好的满足构建介质折射率非均匀化的条件,并可以以此为基础在外部激励源的作用下构建局域散射机制来满足随机激光的光反馈需求。因此高质量地制备出单层或少层MXenes薄片将是随机激光系统构建的基础。此处使用HF选择性刻蚀的手段初步可以从MAX相陶瓷中大量获得了多层Ti3C2-MXene材料,但为了获得单层/少层Ti3C2-MXene仍需后续分步的插层和清洗处理。因此此处为了避免多步操作及插层物质的影响,优选LiF/HCl混合液对MAX相进行刻蚀处理,通过优化反应温度及含氟盐和酸的配比,可以一步制得大量的单层/少层大片状Ti3C2-MXene原材料,并通过扫描电镜及透射电镜对其进行了表征。三原子层M2C-MXene根据其特点可以使用优化的HF刻蚀或LiF/Cl混合液刻蚀并在超声辅助下获得。基于此处所获MXenes原材料,后续可以针对特殊需求进行后处理调整,以获得最适合的材料及其状态。（2）以（1）中所制Ti3C2-MXene为原料通过进一步超声破碎获得了尺寸在百纳米级的均匀稳定的MXenes胶体液,利用Ti3C2-MXene优异的光吸收及光热转换特性,在外部光激励源的作用下触发了局域溶剂气泡效应,构建了介质折射率的非均匀化并通过光散射测试间接地证明了此散射机制的波长非敏感的宽带特性。将此稳定胶体液与宽带光发射的碳量子点（CDs）复合,在适宜波长的脉冲激光激励下,利用散射机制形成的局域光反馈,通过优化组分的浓度配比和泵浦体积,在MXene/CDs复合系统中实现了由黄到深红色的超连续随机激光,波长覆盖范围约150 nm。（3）基于量子限域和边缘效应对低维材料的能带结构及荧光特性的调节作用,此处试图使用此策略使MXenes材料获得光增益属性,进而方便后续探索在单独MXenes系统中实现激光。因此此处初步制备了典型的Ti3C2-MQDs并对其基本光学特性进行了分析和认识。首先使用超声机械裁剪的手段试图获得MQDs,虽然超声能够有效地将大片层MXenes破碎,但尺寸仍在百纳米级别,获得MQDs的能力有限。鉴于此,以水热裁剪的方式替代之,高效地获得了大量MQDs,且氨水调节下的水热环境可以对MQDs产生一定的表面钝化作用。通过荧光和紫外-可见吸收表征更证实了表面钝化对MQDs荧光有进一步增强的效果。另外初步分析了 Fe3+和Cr3+对钝化后的MQDs的荧光猝灭效应及荧光增强效应的机理。（4）通过氨水调节下的水热裁剪环境一步获得了钝化的V2C-MQDs,成功地提高了 MQDs在整个可见光范围内的光发射能力,通过胶体浓度介导的胶体表面张力调节,在泵浦光激励下成功地触发了溶剂气泡效应,获得了激发功率依赖的非线性散射机制,并对其进行了表征。通过增强的光增益和非线性散射,建立了局域的多重光反馈腔,最终使用V2C-MQDs实现了 490、545、587和.613 nm四色混合的白光激光。综上所述,基于MXenes材料这一平台,结合其不同维度及组成下独特的物理化学性质,通过构建局域宽带光散射以及形成的微腔,在MXenes二维和零维状态下分别实现了由黄到深红色的超连续随机激光和白光激光。此微尺度激光光源将有利于微型光电子器件的开发和应用,比如纳米流体基生物、化学监视和传感等器件,因此本论文发展的MXenes基小型化及特殊形态的激光源将对其微型器件的进一步发展产生重要影响。
罗鸿禹[9]（2019）在《2～4微米中红外脉冲光纤激光器研究》文中研究表明2～4μm中红外激光在气体探测、生物医学、材料加工、红外对抗等诸多领域都具有极其重要的应用前景,受到各行业的广泛关注。目前,实现该波段激光的技术方案有多种,如:量级级联激光器、固体激光器、光学参量振荡器、光学参量产生及放大器、光纤激光器等等。相比其它几种激光器,光纤激光器具有自身的一些优势,如:优良的光束质量、良好的散热、高的转化效率、易于小型化集成化等等。本文选题围绕近几年国内外的研究热点“中红外光纤激光”,它在2012年被光子领域顶级专刊《Nature Photonics》进行了聚焦报道,被认为是未来中红外光子领域四个重要发展方向之一。近十几年,随着红外光纤拉制工艺和器件制作水平不断提升,2～4μm中红外光纤激光取得了快速发展。相比连续/准连续与超短脉冲,μsns量级的短脉冲兼具了高平均功率和高脉冲能量特点,在高效组织消融/切割、特殊材料加工、红外制导致盲等方面具有潜在的应用,但该波段短脉冲光纤激光的发展还存在诸多问题和空白亟待解决和探索。本文将围绕调Q和增益调制两种技术手段,在不同稀土离子掺杂氟化物光纤激光器中开展了2～4μm短脉冲激光的相关实验与理论研究。首先,本文介绍了研究2～4μm中红外激光的意义,总结了产生中红外光纤激光的几种技术方案,重点介绍了基于稀土离子掺杂氟化物光纤的2～4μm中红外激光激射方法,回顾了基于不同稀土离子掺杂氟化物光纤的2～4μm中红外短脉冲激光发展历程,凝练出了未来的发展方向。然后,针对激光手术对高性能3μm单波长及3μm和2μm双波长短脉冲光纤激光源的实际需求,我们借助掺Ho3+ZBLAN光纤在3μm和2μm波长的激光高效激射潜力,率先开展了增益调制相关实验研究。在1150 nm连续泵浦情况下,率先在实验上观察到3μm和2μm双波长自脉冲输出,最大输出功率分别为917.5mW和414.7 mW,仅受限于泵浦功率,实验分析表明3μm自脉冲可能是由5I7能级对激光波长再吸收所导致的可饱和吸收效应所引起的,2μm自脉冲则是由3μm自脉冲导引级联能级增益调制所产生;在1150 nm脉冲泵浦情况下,率先在实验上观察到四种稳定的3μm增益调制时域状态,研究了泵浦功率（能量）、泵浦脉宽、重复频率、激光波长对激光器特性的影响,实现了2.93μm增益调制脉冲波长调谐;在1150 nm连续和脉冲混合泵浦情况下,率先实现了3μm和2μm双波长增益调制脉冲输出,为未来双波长医用激光源的设计提供了新的方案。其次,针对脉冲掺Ho3+ZBLAN光纤激光器波长难以在大于3μm的区域有效拓展的现状,我们采用具有更长和更宽辐射带的掺Dy3+ZBLAN光纤作为增益介质,率先开展了短脉冲激光实验研究。利用硫化铅纳米颗粒作为可饱和吸收体,在1090 nm连续泵浦情况下,率先实现了波长可调谐的被动调Q掺Dy3+ZBLAN光纤激光输出,可覆盖2.713.08μm整个区间,370 nm的波长调谐范围也是所有稀土离子掺杂脉冲光纤激光器中的最宽水平,同时,该结果也率先在实验上证实了硫化铅材料在中红外波段脉冲产生潜力;在1090 nm脉冲泵浦情况下,率先实现了增益调制的掺Dy3+ZBLAN光纤激光输出,脉冲波长可在2.83.1μm区间连续调谐。再者,对于双波长级联泵浦的3.5μm掺Er3+ZBLAN光纤激光器,一方面,由于适用于长波的可饱和吸收体损伤阈值低,被动调Q脉冲功率普遍较低,另一方面,由于激光上能级存在泵浦激发态吸收过程,高能短脉冲泵浦易导致激光猝灭,这使得增益调制脉冲功率难以大幅提升,针对上述问题,我们开展了相关实验研究。利用具有高损伤阈值的宽带Fe2+:ZnSe晶体作为可饱和吸收体,实现了3.43.7μm波长可调谐的被动调Q脉冲输出,最大输出功率583.7 mW仅受限于泵浦功率,相较之前的水平提高了近5倍,该结果率先在3.5μm波段实现了可调谐的稀土离子掺杂脉冲光纤激光输出;采用μs量级的高重频1950 nm脉冲作为激励源,有效抑制了ns量级脉冲泵浦时,因脉冲能量过高导致单个泵浦脉冲持续时间内激发态吸收引起的激光猝灭问题,实现了输出功率达1.04 W的3.5μm增益调制脉冲输出,较之前的水平提升了近一个量级,该结果率先实现了波长大于3μm的瓦级稀土离子掺杂脉冲光纤激光输出;同时,提出了基于655 nm和1981 nm双波长平行泵浦的3.5μm掺Er3+ZBLAN光纤激光激射新方法,并在实验上证实了平行泵浦方式相比传统级联泵浦方式的高效激射优势,为未来脉冲激光高效产生提供了新的方法。最后,针对现有888 nm单波长泵浦掺Ho3+InF3光纤激光器中因3.9μm激光振荡阈值高、转化效率低难以为脉冲产生提供理想平台的现状,我们开展了888 nm和962 nm双波长泵浦激光激射方法的理论探索。率先基于速率方程和功率传输方程建立了双波长泵浦的掺Ho3+InF3光纤激光器理论模型,通过数值求解,对比了单波长与双波长泵浦方式的激光输出特性,结果表明双波长泵浦可通过高效离子循环实现更加有效的激光激射,是实现3.9μm高效振荡的理想方案,可为未来该波段脉冲激光的实现提供一个良好的平台。
张楠[10]（2019）在《回音壁光学微腔中模式相互作用及其应用的研究》文中进行了进一步梳理和其他类型的光学微腔相比,回音壁光学微腔具有极高的品质因子和较小的模体积,在线性光学、非线性光学以及量子光学领域都有着广泛的应用,而对光学微腔内谐振模式进行有效的调控是激光物理和光学应用中的关键。通常情况下,由于微腔尺寸比谐振波长大得多,回音壁光学微腔内可以支持大量紧密间隔的模式,模式间的竞争会损坏谐振腔出射光的质量和光谱纯度,进而引起出射光在空间乃至时间上的波动。近年来,人们对有效的模式调控进行了深入的研究,传统研究中依赖于对增益和损耗的调控,但这种模场调控受到非均匀增益饱和等因素的阻碍。其他方法例如微腔外部耦合技术、内部增加色散元件、空间调制光泵浦等,虽然可以成功的对光学微腔内的模式进行选择,但这些方法只适用于特定的配置,而现阶段需要的是能够灵活调控模场的普适机制。带着这个目的,本论文从回音壁光学微腔内的模式相互作用出发,实现了包括单模操作、超快模式转换和模式手性等调控,为下一代光通信、传感和光子计算与存储等光电设备的发展提供了可能。本论文主要完成了以下工作:（1）理论上,针对现阶段研究对激光性能的要求,即具有更高的单色性、更少的模式竞争和更好的光束质量,对回音壁微腔单模操作的物理机制进行了研究。基于宇称-时间对称的理论系统,本文扩展研究了准宇称-时间对称系统,利用外模式耦合实现单纵模选择的理论机制。使用二维有限元数值计算对不完美对称光子分子微腔结构进行本征值分析,在理论上证明了准宇称-时间对称系统中外模式耦合机制在实现单模激光出射上的可行性,并且发现了外耦合机制对所选模式显着的增益增强效应。（2）实验上,利用发光染料分子掺杂的有机聚合物材料,制备出了亚毫米量级准宇称-时间对称结构。通过光学泵浦,直接在实验上证实了不完美对称光子分子中产生的单模激光发射。进一步对其激光行为进行分析,验证了当进行选择性泵浦的时候,不仅能够在一个很宽的光学泵浦范围内保持稳定的单模性质,并且和均匀泵浦相比,这种单模激光的输出强度也显示出了极大的增强,这与理论分析结果完全一致。此外,这一机制对于制备精度的要求不高,可以利用标准光刻工艺实现大规模制备。（3）进一步研究了模式间相互作用在激光行为的调控中所起到的关键性作用,尤其是研究它对于光学微腔内模式调控的影响。首先在不完美对称光子分子中得到单模激光,接下来,和传统的单模激光研究不同的是,当泵浦能量增加时,一个新的激光模式会使得初始激光模式经历一个负功率斜率过程,进而最终被彻底关闭,并且这一转换过程是可逆的。理论和实验证明这种模式的动态调控是通过交叉增益饱和的模式间相互作用实现的,在本质上和宇称-时间对称与双稳态机制引起的模式切换完全不同。此外,除了光子分子微腔结构,在有机无机金属卤化物钙钛矿半导体微米线激光系统中,实现了非线性模式间相互作用产生的超快模式转换,转换时间小于75 ps。表明交叉增益饱和下的模式间相互作用引起的模式转换具有很强的鲁棒性,对于不同的材料和微腔系统,都能够实现腔内模式的超快动态调控。（4）光学微腔内的模式手性在光学传感等实际应用领域有着极大的潜力。由于变形微腔内有着丰富的相空间物理机制。基于此,研究了光学微腔模式手性及其在传感中的应用。利用两个不同的混沌腔,组成异核双原子光子分子系统。首先,在理论和实验上验证了模式手性的产生。和传统的研究相比,这个内部的模式手性与激光出射到远场的能量分布密切相关,因此,腔内的模式手性能够通过远场能量分布而简单的表征出来。此外,当单个纳米颗粒附着在蜗牛线微腔上时,螺旋线微腔缺口处的不对称背向散射将会被纳米颗粒的对称散射而平均,那么内部的模式手性及其相应的远场能量分布将会发生变化,进而通过远场的激光定向出射的测量,单个纳米颗粒就能够被准确的探测到,并由于混沌腔内谐振模式拥有大量的角动量,探测结果对于纳米颗粒位置的依赖性也能够被消除,这将有助于手性光子器件实际应用的发展。综上所述,本论文以回音壁光学微腔,尤其是光子分子微腔结构为平台,对微腔中模式间相互作用进行了研究。和传统研究相比,这些模式相互作用产生的模场调控更为普适,更重要的是,它们都表现出了对制备误差高度的容忍性,降低了器件的制备成本,能够进行大规模生产。利用异核双原子光子分子微腔系统,简化了腔内模式手性的表征,为高精度便携式光学传感设备的研究提供了新的思路。本论文的研究工作促进了回音壁光学微腔在集成光子器件和量子光学基础研究等重要应用领域的发展。
二、其它激光理论与技术（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、其它激光理论与技术（论文提纲范文）
（1）高重复频率自由电子激光的新机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 X射线自由电子激光的发展历程 |
| 1.2 X射线自由电子激光的主要运行机制 |
| 1.2.1 SASE |
| 1.2.2 外种子模式 |
| 1.2.3 振荡器型XFEL |
| 1.3 世界各地的X射线自由电子激光装置 |
| 1.3.1 基于常温直线加速器的XFEL装置 |
| 1.3.2 基于超导直线加速器的高重复频率XFEL装置 |
| 1.4 论文的研究内容与创新点 |
| 第2章 X射线自由电子激光理论基础 |
| 2.1 注入器与直线加速器 |
| 2.1.1 注入器 |
| 2.1.2 束团压缩 |
| 2.1.3 激光加热器 |
| 2.1.4 尾场效应 |
| 2.2 束流分配系统 |
| 2.3 自由电子激光理论 |
| 2.3.1 电子的动力学方程 |
| 2.3.2 低增益自由电子激光 |
| 2.3.3 高增益自由电子激光 |
| 2.3.4 外种子型XFEL |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 连续波自由电子激光的多束团能量运行 |
| 3.1 自由电子激光中的束流能量控制 |
| 3.2 SHINE装置简介 |
| 3.3 束流能量控制系统的设计与分析 |
| 3.3.1 束流能量控制系统设计 |
| 3.3.2 基于SHINE的 START-TO-END模拟 |
| 3.4 高重复频率运行下的纵向相空间诊断 |
| 3.4.1 横向偏转腔系统的布局 |
| 3.4.2 横向偏转腔系统优化结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超大带宽自由电子激光 |
| 4.1 超大带宽自由电子激光运行模式 |
| 4.2 超大带宽自由电子激光模式设计 |
| 4.2.1 束流动力学设计与高维多目标优化 |
| 4.2.2 SXFEL装置简介 |
| 4.2.3 优化结果 |
| 4.2.4 基于NSGA-III的高效优化 |
| 4.3 基于辐射脉冲品质优化产生超大带宽自由电子激光 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 相干能量调制的自放大机制 |
| 5.1 相干能量调制的自放大机制的理论与实验研究 |
| 5.1.1 高重复频率外种子型自由电子激光 |
| 5.1.2 理论研究 |
| 5.1.3 实验研究 |
| 5.1.4 结果分析与讨论 |
| 5.2 激光与相对论电子在二极磁铁中的相互作用 |
| 5.2.1 实验原理分析 |
| 5.2.2 实验研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 学术论文目录 |
| 致谢 |
（2）振荡器自由电子激光输出性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 自由电子激光光源 |
| 1.1.1 光源简介 |
| 1.1.2 自由电子激光简介 |
| 1.1.3 自由电子激光发展历史及进程 |
| 1.1.4 自由电子激光工作模式 |
| 1.2 课题研究背景与意义 |
| 1.2.1 自由电子激光国内发展现状 |
| 1.2.2 红外光源用户装置 |
| 1.2.3 红外自由电子激光用户装置FELiCHEM |
| 1.3 论文主要内容和创新点 |
| 1.3.1 论文主要内容 |
| 1.3.2 论文的创新点 |
| 第2章 自由电子激光理论简介 |
| 2.1 插入件相干辐射 |
| 2.1.1 电子束团辐射 |
| 2.1.2 插入件分类 |
| 2.1.3 电子在波荡器中的轨迹 |
| 2.1.4 共振条件 |
| 2.1.5 平面波荡器电子辐射 |
| 2.2 自由电子激光摆方程 |
| 2.2.1 电子与光场相互作用 |
| 2.2.2 能量方程 |
| 2.2.3 相位方程 |
| 2.2.4 摆方程 |
| 2.3 自由电子激光增益 |
| 2.3.1 恒定光场下的能量交换 |
| 2.3.2 小信号增益 |
| 2.3.3 SASE模式高增益 |
| 2.4 振荡器自由电子激光饱和输出 |
| 2.4.1 光学谐振腔 |
| 2.4.2 谐振腔中光场模式 |
| 2.4.3 一般谐振腔中饱和机制 |
| 2.4.4 振荡器FEL饱和机制 |
| 2.4.5 光腔耦合输出 |
| 第3章 振荡器FEL输出能量提高方案研究 |
| 3.1 振荡器FEL饱和机制 |
| 3.2 小锥化率波荡器方案 |
| 3.3 锥化波荡器FELiCHEM三维模拟 |
| 3.4 光场饱和后改变电子能量方案 |
| 3.5 饱和后改变电子能量FELiCHEM三维模拟 |
| 3.6 同时采用小锥化波荡器与光场饱和后改变电子能量的方案 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 波导自由电子激光光谱间隙研究 |
| 4.1 自由电子激光波导理论 |
| 4.1.1 波导基本方程 |
| 4.1.2 自由电子激光中波导 |
| 4.1.3 波导频移 |
| 4.1.4 光谱间隙 |
| 4.2 波导自由电子激光光谱间隙模拟 |
| 4.2.1 Prazeres程序 |
| 4.2.2 wGenesis程序 |
| 4.2.3 光谱间隙数值模拟 |
| 4.3 波导x方向高阶模影响 |
| 4.4 FELiCHEM波导研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 动态腔长失谐研究 |
| 5.1 振荡器自由电子激光腔长失谐理论 |
| 5.1.1 短束团自由电子激光辐射 |
| 5.1.2 振荡器自由电子激光线性方程 |
| 5.1.3 谐振腔Logistic方程 |
| 5.2 动态腔长失谐技术 |
| 5.3 动态腔长失谐的FELiCHEM三维模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于FHI FEL装置实验研究 |
| 6.1 FHI FEL装置介绍 |
| 6.2 电子束团长度测量实验 |
| 6.2.1 电子束团长度测量方法 |
| 6.2.2 电子束团测量结果 |
| 6.3 电子束团压缩实验 |
| 6.3.1 电子束团压缩方法 |
| 6.3.2 束团压缩实验结果 |
| 6.4 短束团出光实验 |
| 6.5 二次谐波实验研究 |
| 6.5.1 二次谐波 |
| 6.5.2 测量仪器规格 |
| 6.5.3 二次谐波测量 |
| 6.5.4 影响二次谐波的参量 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（3）自由电子激光装置中束流分配切割磁铁的研究与研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 自由电子激光的发展历史以及国内外现状 |
| 1.2 自由电子激光的主要运行模式与发展方向 |
| 1.2.1 低增益自由电子激光 |
| 1.2.2 高增益自由电子激光 |
| 1.3 自由电子激光的应用前景 |
| 1.4 本论文的研究思路与创新点 |
| 2 自由电子激光基本理论与自由电子激光装置 |
| 2.1 自由电子激光理论 |
| 2.1.1 电子和电磁波的能量交换 |
| 2.1.2 FEL基本方程 |
| 2.1.3 光场方程与增益 |
| 2.2 自由电子激光装置 |
| 2.2.1 加速器 |
| 2.2.2 波荡器 |
| 2.2.3 束流分配系统 |
| 2.3 SHINE装置中的束流分配系统 |
| 2.3.1 SHINE装置介绍 |
| 2.3.2 SHINE装置的束流分配系统设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 切割磁铁的设计 |
| 3.1 切割磁铁 |
| 3.1.1 切割磁铁的发展与特点 |
| 3.1.2 Lambertson型切割磁铁的发展与现有设计 |
| 3.2 切割磁铁设计中的相关理论 |
| 3.3 SHINE装置束流分配段Lambertson型切割磁铁的设计 |
| 3.3.1 Lambertson磁铁的物理设计 |
| 3.3.2 Lambertson磁铁的模型模拟与优化 |
| 3.3.2.1 Lambertson磁铁的二维模拟 |
| 3.3.2.2 Lambertson磁铁的三维模拟 |
| 3.3.3 Lambertson磁铁的部件加工、安装与磁场测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Lambertson型切割磁铁中的设计难点的解决新方法研究 |
| 4.1 提高Lambertson型切割磁铁主场区内磁场均匀性的新方法 |
| 4.1.1 模型建立与模拟 |
| 4.1.2 Lambertson磁铁下极头加孔的模型设计与模拟 |
| 4.1.3 两孔间距的模拟验证 |
| 4.1.4 孔深度的模拟验证 |
| 4.1.5 两孔尺寸的模拟验证 |
| 4.2 Lambertson型切割磁铁无场区内漏场降低为零的新方法 |
| 4.2.1 Lambertson型切割磁铁的基础设计 |
| 4.2.2 无场区内添加线圈的模型以及模拟 |
| 4.2.3 对称型Lambertson磁铁 |
| 4.2.4 非对称型Lambertson磁铁 |
| 4.2.5 三维模型验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（4）CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物的随机激光研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景介绍 |
| 1.2 CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物的随机激光的研究意义和应用 |
| 1.3 CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物的随机激光研究动态 |
| 1.3.1 基于CdSe/ZnS量子点的随机激光研究进展 |
| 1.3.2 基于聚合物的随机激光研究进展 |
| 1.4 本文工作 |
| 第二章 随机激光的物理机制 |
| 2.1 随机激光的基本理论研究 |
| 2.2 随机激光的主要理论模型 |
| 2.2.1 非相干反馈随机激光的理论基础 |
| 2.2.2 相干反馈随机激光的理论基础 |
| 2.3 金属纳米粒子的表面等离子体效应 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于表面等离子体增强的CdSe/ZnS量子点掺杂PMMA随机激光特性研究 |
| 3.1 样品的制备与表征 |
| 3.1.1 银纳米岛的制备与表征 |
| 3.1.2 有源波导层的制备以及实验光路 |
| 3.2 表面等离子体增强的CdSe/ZnS量子点掺杂PMMA随机激光 |
| 3.2.1 有源波导层的受激发射特性 |
| 3.2.2 Ag纳米岛增强的随机激光研究 |
| 3.3 基于表面等离子体的量子点随机激光器及其制备方法 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基于SiO_2锚定的CdSe/ZnS量子点掺杂PDMS随机激光特性研究 |
| 4.1 样品的制备与表征 |
| 4.1.1 SiO_2微球的制备与表征 |
| 4.1.2 波导结构的制备以及实验光路 |
| 4.2 SiO_2锚定的CdSe/ZnS量子点掺杂PDMS随机激光 |
| 4.2.1 SiO_2微球对随机激光的影响 |
| 4.2.2 随机激光的性质研究 |
| 4.3 一种偏振重复可调的随机激光器及其制备方法 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（5）双光子吸收泵浦碱金属蒸气激光理论建模与特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容及结构 |
| 第2章 碱金属原子基本性质及关键参量 |
| 2.1 碱金属原子基本性质 |
| 2.1.1 铷原子和铯原子的物理性质 |
| 2.1.2 能级结构 |
| 2.2 碱金属蒸气的双光子泵浦方式 |
| 2.2.1 单波长泵浦 |
| 2.2.2 双波长泵浦 |
| 2.3 TPEAL建模中的关键参量 |
| 2.3.1 能级寿命 |
| 2.3.2 三阶极化率 |
| 2.3.3 超精细相对强度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双光子吸收泵浦碱金属蒸气激光理论建模 |
| 3.1 TPEAL耦合波理论 |
| 3.1.1 耦合波方程 |
| 3.1.2 放大自发辐射理论 |
| 3.1.3 小信号模型 |
| 3.1.4 小信号模型求解 |
| 3.2 中红外和蓝光的特性研究 |
| 3.2.1 中红外光特性研究 |
| 3.2.1.1 双光子吸收模型 |
| 3.2.1.2 中红外光特性 |
| 3.2.1.3 四波混频中红外光的传输特性 |
| 3.3 四波混频蓝光的特性 |
| 3.3.1 四波混频蓝光转化效率 |
| 3.3.2 四波混频蓝光的传输特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 碱金属蒸气吸收特性建模及分析 |
| 4.1 铷原子双光子吸收特性建模及分析 |
| 4.1.1 双光子吸收模型及吸收截面定义 |
| 4.1.2 双光子吸收截面理论分析 |
| 4.1.2.1 未考虑超精细能级结构 |
| 4.1.2.2 超精细能级结构 |
| 4.1.2.3 双光子吸收过程分析 |
| 4.1.3 单波长泵浦的吸收模型验证 |
| 4.2 铯原子吸收截面特性 |
| 4.2.1 铯原子吸收截面 |
| 4.2.2 吸收截面特性分析 |
| 4.2.3 模型间的对比分析 |
| 4.2.4 双波长泵浦吸收截面模型及分析 |
| 4.2.4.1 双波长泵浦吸收截面模型 |
| 4.2.4.2 双波长泵浦吸收截面分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 泵浦阈值及相位匹配特性研究 |
| 5.1 单波长泵浦阈值模型 |
| 5.1.1 单波长泵浦过程分析 |
| 5.1.2 阈值模型建立 |
| 5.1.3 泵浦阈值模型验证 |
| 5.1.3.1 6S_(1/2)-7D_(3/2)能级跃迁 |
| 5.1.3.2 6S_(1/2)-7D_(5/2)能级跃迁 |
| 5.1.3.3 6S_(1/2)-6D_(3/2,5/2)能级跃迁 |
| 5.2 泵浦阈值主要影响因素分析 |
| 5.2.1 温度对泵浦阈值的影响 |
| 5.2.2 泵浦光频移量对阈值的影响 |
| 5.2.3 泵浦上能级选择对阈值的影响 |
| 5.3 双波长泵浦阈值模型 |
| 5.3.1 双波长泵浦阈值模型建立 |
| 5.3.2 双波长泵浦阈值模型验证 |
| 5.3.3 双波长泵浦阈值模型特性分析 |
| 5.4 非共线相位匹配 |
| 5.4.1 图形法描述 |
| 5.4.2 非共线相位匹配分析 |
| 5.5 共线相位匹配 |
| 5.5.1 线性折射率匹配情况分析 |
| 5.5.2 折射率非线性项的共线相位匹配 |
| 5.5.3 共线相位匹配的分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要完成工作 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 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）储存环光源和自由电子激光的辐射新机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 储存环光源和自由电子激光 |
| 1.2 FEL主要运行机制 |
| 1.2.1 振荡器型FEL |
| 1.2.2 自放大自发辐射FEL |
| 1.2.3 外种子型FEL |
| 1.3 储存环自由电子激光 |
| 1.4 本论文的研究思路和主要内容 |
| 第2章 自由电子激光理论 |
| 2.1 纵向动力学 |
| 2.2 低增益模式 |
| 2.3 高增益模式 |
| 2.3.1 光场方程 |
| 2.3.2 一维解析 |
| 2.3.3 三维解析 |
| 2.4 FEL运行机制及束团操控 |
| 2.4.1 SASE |
| 2.4.2 HGHG |
| 2.4.3 EEHG |
| 2.4.4 PEHG |
| 2.4.5 多维束团操控 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 倾斜入射激光和电子束在波荡器中的作用机制研究 |
| 3.1 倾斜入射激光和电子束在波荡器中的相互作用 |
| 3.1.1 激光在zy平面倾斜入射 |
| 3.1.2 激光在zx平面倾斜入射 |
| 3.1.3 调制深度对比 |
| 3.1.4 数值模拟 |
| 3.2 角漂移效应 |
| 3.2.1 HGHG的群聚因子偏移 |
| 3.2.2 EEHG的群聚因子偏移 |
| 3.2.3 倾斜激光调制引起的电子束发射度增长 |
| 3.3 全新的多维调制手段 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 预聚束驱动的储存环自由电子激光 |
| 4.1 为何使用预聚束? |
| 4.2 预聚束常用方案 |
| 4.3 倾斜激光调制技术实现预聚束 |
| 4.3.1 方案一 |
| 4.3.2 方案二 |
| 4.4 波荡器中的CSR效应引起电子束的能量改变 |
| 4.4.1 高斯分布电子束 |
| 4.4.2 高斯轮廓高斯子束 |
| 4.4.3 平顶高斯束列 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 光波长尺度上的发射度交换 |
| 5.1 发射度交换技术简介 |
| 5.2 双倾斜激光调制电子束实现光波长尺度上的EEX |
| 5.2.1 理论推导 |
| 5.2.2 数值模拟 |
| 5.2.3 紧凑型自由电子激光 |
| 5.2.4 纵向束团整形 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 学术论文目录 |
| 致谢 |
（7）有机聚合物薄膜表面形貌调控及随机激光性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光原理及激光特性 |
| 1.2.1 激光原理和产生条件 |
| 1.2.2 激光特性 |
| 1.3 有机固态激光器(Organic Solid-state Lasers,OSLs) |
| 1.3.1 有机增益介质 |
| 1.3.2 光学反馈结构 |
| 1.4 有机聚合物薄膜型随机激光器 |
| 1.4.1 散射体掺杂型 |
| 1.4.2 形貌调控型 |
| 1.5 课题研究意义与主要研究内容 |
| 1.5.1 课题研究意义 |
| 1.5.2 课题主要研究内容 |
| 2 含氟含倍半硅氧烷甲基丙烯酸甲酯无规共聚物(PMPF):诱导组装下的薄膜形貌控制及随机激光性质研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主要试剂与仪器 |
| 2.2.1 主要试剂及原料 |
| 2.2.2 主要仪器设备 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 含POSS甲基丙烯酸甲酯无规共聚物Poly(MMA-co-MAPOSS)(PMMP)的制备 |
| 2.3.2 含氟甲基丙烯酸甲酯无规共聚物Poly(MMA-co-TFEMA)(PMTF)的制备 |
| 2.3.3 含氟和POSS无规共聚物Poly(MMA-co-MAPOSS-co-TFEMA)(PMPF)的制备 |
| 2.3.4 试验样品的制备 |
| 2.3.5 结构表征与测试方法 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 PMMP、PMTF和 PMPF的结构表征 |
| 2.4.2 共聚物PMMP、PMTF和 PMPF的形貌分析 |
| 2.4.3 PM597/PMPF薄膜光学性质分析 |
| 2.5 本章总结 |
| 3 喷涂法制备苝酰亚胺/聚合物薄膜:染料聚集行为、表面形貌调控及随机激光性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 主要试剂与仪器 |
| 3.2.1 主要试剂及原料 |
| 3.2.2 主要仪器设备 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 N,N’-二(1-己基庚基)-苝-3,4,9,10-二甲酰亚胺(PBI-HH)的制备 |
| 3.3.2 掺杂苝酰亚胺的聚合物有机薄膜的制备 |
| 3.3.3 结构表征与测试方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 薄膜中苝酰亚胺的浓度依赖性分析 |
| 3.4.2 退火对PBI-HH/PS薄膜的影响 |
| 3.4.3 聚合物对掺杂PBI-HH荧光有机薄膜的影响 |
| 3.4.4 PBI-HH/PS薄膜的光学性质分析 |
| 3.4.5 薄膜形貌对薄膜型有机激光器的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
（8）MXenes材料制备及其随机激光性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 MXenes材料及其晶体结构 |
| 1.2.1 MXenes材料介绍 |
| 1.2.2 MXenes材料晶体结构 |
| 1.3 MXenes材料基本物理性质 |
| 1.3.1 MXenes的稳定性 |
| 1.3.2 MXenes的电子特性 |
| 1.3.3 MXenes的光学特性 |
| 1.3.4 MXenes的磁学特性 |
| 1.3.5 MXenes的拓扑特性 |
| 1.4 MXenes材料的应用 |
| 1.4.1 MXenes在光电子学领域中的应用 |
| 1.4.2 MXenes在电磁屏蔽中的应用 |
| 1.4.3 MXenes在光热转换相关领域中的应用 |
| 1.4.4 MXenes在能源、环境等其他领域中的应用 |
| 1.5 随机激光概述 |
| 1.5.1 随机激光的基本原理、理论基础及特性 |
| 1.5.2 随机激光的分类 |
| 1.5.3 随机激光的研究进展及问题 |
| 1.6 本论文的研究意义与主要工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 典型MXenes的制备及结构表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单层或少层Ti_3C_2-MXene的制备与表征 |
| 2.2.1 HF直接刻蚀制备Ti_3C_2-MXene |
| 2.2.2 LiF/HCl反应液刻蚀制备Ti_3C_2-MXene |
| 2.2.3 单层或少层Ti_3C_2的制备过程分析与结构表征 |
| 2.3 单层或少层的Ti_2C、V_2C的制备与结构表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Ti_3C_2-MXene基超连续随机激光 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碳量子点的制备及宽带光增益分析 |
| 3.2.1 碳量子点的制备及表征 |
| 3.2.2 碳量子点的光谱及增益属性分析 |
| 3.3 宽带光反馈机制的构建 |
| 3.3.1 超稳定Ti_3C_2-MXene纳米片胶体液的制备 |
| 3.3.2 Ti_3C_2-MXene纳米片胶体液的散射行为表征 |
| 3.4 MXene/CQDs复合系统的超连续随机激光实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Ti_3C_2-MXene量子点的水相制备与荧光性能表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 2D-QDs制备技术简述 |
| 4.2.1 自上而下制备路径 |
| 4.2.2 自下而上制备路径 |
| 4.3 Ti_3C_2-MXene量子点的制备及表征 |
| 4.3.1 机械裁剪法制备 |
| 4.3.2 水热法制备 |
| 4.4 Ti_3C_2-MXene量子点的荧光表征与分析 |
| 4.4.1 Ti_3C_2-MXene量子点荧光行为与结果讨论 |
| 4.4.2 金属离子对钝化的Ti_3C_2-MXene量子点的荧光猝灭和增强 |
| 4.5 M_2C-MXene类量子点 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 V_2C-MXene量子点基白光激光 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 V_2C-MXene量子点的制备 |
| 5.3 V_2C-MXene量子点荧光表征与分析 |
| 5.4 V_2C-MXene量子点系统的光散射优化 |
| 5.4.1 球形气泡的理论模型 |
| 5.4.2 V_2C-MXene量子点浓度介导的表面张力调节及有效散射表征 |
| 5.5 V_2C-MXene量子点系统的白光激光实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 有待进一步开展的工作 |
| 攻读博士学位期间发表论文情况 |
| 攻读博士学位期间所获奖励情况 |
| 致谢 |
| Paper1 |
| Paper2 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）2～4微米中红外脉冲光纤激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 2~4μm中红外激光的应用 |
| 1.1.1 气体探测 |
| 1.1.2 医学应用 |
| 1.1.3 材料加工 |
| 1.1.4 军事应用 |
| 1.1.5 未来应用 |
| 1.2 2~4μm中红外光纤激光的产生 |
| 1.2.1 2~4μm中红外光纤激光器分类 |
| 1.2.2 2~4μm稀土离子掺杂光纤激光器 |
| 1.2.2.1 光纤基质材料的选取 |
| 1.2.2.2 稀土离子的选取 |
| 1.3 2~4μm稀土离子掺杂短脉冲氟化物光纤激光器的研究进展 |
| 1.3.1 调Q脉冲激光器 |
| 1.3.2 增益调制脉冲激光器 |
| 1.4 本论文的主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 基于掺Ho~(3+)ZBLAN光纤的2.9μm和2.1μm短脉冲光纤激光器研究 |
| 2.1 自脉冲掺Ho~(3+)ZBLAN光纤激光器实验研究 |
| 2.1.1 激光器结构 |
| 2.1.2 实验结果与分析 |
| 2.2 2.9 μm增益调制掺Ho~(3+)ZBLAN光纤激光器实验研究 |
| 2.2.1 激光器结构 |
| 2.2.2 实验结果与分析 |
| 2.3 2.9 μm和2.1μm双波长增益调制掺Ho~(3+)ZBLAN光纤激光器实验研究.. |
| 2.3.1 激光器结构 |
| 2.3.2 实验结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于掺Dy~(3+)ZBLAN光纤的3μm短脉冲光纤激光器研究 |
| 3.1 被动调Q掺 Dy~(3+)ZBLAN光纤激光器实验研究 |
| 3.1.11090 nm连续掺Yb~(3+)石英光纤激光器的搭建 |
| 3.1.1.1 激光器结构 |
| 3.1.1.2 实验结果与分析 |
| 3.1.2 基于硫化铅纳米颗粒的被动调Q掺 Dy~(3+)ZBLAN光纤激光器搭建. |
| 3.1.2.1 硫化铅材料介绍 |
| 3.1.2.2 硫化铅纳米颗粒的制备与表征 |
| 3.1.2.3 激光器结构 |
| 3.1.2.4 实验结果与分析 |
| 3.2 增益调制掺Dy~(3+)ZBLAN光纤激光器实验研究 |
| 3.2.1 1090 nm主动调Q掺 Yb~(3+)石英光纤激光器的搭建 |
| 3.2.1.1 激光器结构 |
| 3.2.1.2 实验结果与分析 |
| 3.2.2 增益调制掺Dy~(3+)ZBLAN光纤激光器的搭建 |
| 3.2.2.1 激光器结构 |
| 3.2.2.2 实验结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于掺Er~(3+)ZBLAN光纤的3.5μm短脉冲光纤激光器研究 |
| 4.1 级联泵浦的被动调Q掺 Er~(3+)ZBLAN光纤激光器实验研究 |
| 4.1.1 1981 nm连续掺Tm~(3+)光纤激光器的搭建 |
| 4.1.1.1 激光器结构 |
| 4.1.1.2 实验结果与分析 |
| 4.1.2 基于Fe~(2+):ZnSe晶体的被动调Q掺 Er~(3+)ZBLAN光纤激光器的搭建 |
| 4.1.2.1 Fe~(2+):ZnSe晶体介绍 |
| 4.1.2.2 激光器结构 |
| 4.1.2.3 实验结果与分析 |
| 4.2 级联泵浦的增益调制掺Er~(3+)ZBLAN光纤激光器实验研究 |
| 4.2.1 1950 nm被动调Q掺 Tm~(3+)光纤激光源的搭建 |
| 4.2.1.1 激光源结构 |
| 4.2.1.2 实验结果与分析 |
| 4.2.2 增益调制掺Er~(3+)ZBLAN光纤激光器的搭建 |
| 4.2.2.1 激光器结构 |
| 4.2.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 平行泵浦的掺Er~(3+)ZBLAN光纤激光器实验研究 |
| 4.3.1 平行泵浦的掺Er~(3+)ZBLAN光纤激光器能级跃迁过程 |
| 4.3.2 激光器结构 |
| 4.3.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双波长泵浦的3.9μm掺 Ho~(3+)InF_3 光纤激光理论探索 |
| 5.1 基于双波长泵浦的掺Ho~(3+)InF_3 光纤激光器数值模型建立 |
| 5.2 基于双波长泵浦的掺Ho~(3+)InF_3 光纤激光器数值仿真与优化 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要工作 |
| 6.2 本文的主要创新点 |
| 6.3 本文的不足及后续展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（10）回音壁光学微腔中模式相互作用及其应用的研究（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 回音壁光学微腔模场调控的发展概况 |
| 1.2.1 回音壁微腔的发展简介 |
| 1.2.2 回音壁微腔在奇点处的损耗调控 |
| 1.2.3 回音壁微腔单色性的调控 |
| 1.2.4 回音壁微腔手性的调控 |
| 1.3 现有研究结果的不足 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 回音壁光学微腔的模式相互作用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 回音壁微腔中的理论模型 |
| 2.2.1 回音壁微腔中的模式方程 |
| 2.2.2 回音壁微腔中的线光学模型 |
| 2.2.3 回音壁微腔中的Husimi方程 |
| 2.3 回音壁微腔内的模式特性 |
| 2.4 回音壁微腔内的损耗和品质因子 |
| 2.5 回音壁微腔内的模式耦合 |
| 2.5.1 避免谐振交叉理论 |
| 2.5.2 SALT理论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 准宇称-时间对称单模微腔激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光子分子系统中的外模式耦合 |
| 3.3 不完美光子分子内外耦合机制的实验验证 |
| 3.3.1 光子分子样品的制备流程 |
| 3.3.2 光学表征测量光路 |
| 3.3.3 准PT对称系统内单模激光的光学测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 全光调控的超快模式转换 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单模激光模式转换的理论模型 |
| 4.3 耦合微腔中的超快模式转换 |
| 4.3.1 耦合微腔中的数值仿真结果 |
| 4.3.2 耦合微腔中模式转换的实验验证 |
| 4.4 钙钛矿中的全光超快调控 |
| 4.4.1 钙钛矿微米线的合成和表征 |
| 4.4.2 卤化铅钙钛矿激光的模式转换 |
| 4.4.3 钙钛矿激光内模式转换的物理机制 |
| 4.4.4 钙钛矿激光内模式转换的时间响应 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 回音壁光学微腔模式手性的调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 变形微腔中模式手性的表征 |
| 5.2.1 模式手性的数值计算和理论分析 |
| 5.2.2 模式手性表征的实验验证 |
| 5.2.3 分离距离长的HDPM中的模式手性 |
| 5.3 单个纳米颗粒的传感 |
| 5.3.1 HDPM做单分子传感的理论分析 |
| 5.3.2 HDPM做单分子传感的实验验证 |
| 5.4 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 |
四、其它激光理论与技术（论文参考文献）
- [1]高重复频率自由电子激光的新机制研究[D]. 颜佳伟. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [2]振荡器自由电子激光输出性能研究[D]. 徐远方. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [3]自由电子激光装置中束流分配切割磁铁的研究与研制[D]. 赵荣杰. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [4]CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物的随机激光研究[D]. 赵庆. 东南大学, 2020(01)
- [5]双光子吸收泵浦碱金属蒸气激光理论建模与特性研究[D]. 俞航航. 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]储存环光源和自由电子激光的辐射新机制研究[D]. 王晓凡. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [7]有机聚合物薄膜表面形貌调控及随机激光性能研究[D]. 杨芮. 西南科技大学, 2020(12)
- [8]MXenes材料制备及其随机激光性能研究[D]. 黄大朋. 山东大学, 2020(08)
- [9]2～4微米中红外脉冲光纤激光器研究[D]. 罗鸿禹. 电子科技大学, 2019(04)
- [10]回音壁光学微腔中模式相互作用及其应用的研究[D]. 张楠. 哈尔滨工业大学, 2019(01)