超快激光光谱与技术.ppt

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1、UltrafastLaserTechnologyandSpectroscopy1.HistoryOscillatortechnology:1980s,colliding-pulsemode-locked(CPM)dyelaser,100fs,30fs,6fs1990s,selfmode-lockinginTi:sapphire-basedlasers,10-20fsChirpedpulseamplification:regenerativeamplificationmulti-passamplificationcolliding-pulsemode-locked(CP

2、M)dyelaserselfmode-lockinginTi:sapphire-basedlasers2.UltrafastLasersandAmplifier2.1Oscillator2.2Dispersionandpulsebroadening问题：1.飞秒激光介质，主要是晶体材料2.主动锁模和被动锁模技术3.碰撞脉冲锁模4.自锁模5.饱和吸收体(染料、半导体等)6.色散补偿(棱镜、光栅、啾啾镜)7.宽带反射镜8.谐振腔结构2.3Chirped-pulseamplification2.4PulserecompressionGaincross-section,isn

3、otconstantasafunctionofwavelengthPulsenarrowingashiftinthecentralwavelengthMaximumbandwidthto47nminTi:sapphire2.5Saturationeffects问题：1.展宽器2.再生放大3.多通放大4.饱和效应5.压缩器6.脉冲同步7.TW放大8.PW放大3.WavelengthConversion3.1White-lightgenerationandtheopticalKerreffectsSHGTHGFHG-near-todeep-ultravioletBBOLB

4、OKDP3.2GenerationofultravioletandX-raysVeryhighharmonicgenerationDeep-UV,softX-raypulseLaserproducedplasmasHardX-raypulse3.3Opticalparametricamplifierforinfraredgeneration3.4Noncollinearopticalparametricamplification3.4Terahertz-pulsegenerationanddetection4.Time-resolvedExperiments4.1Au

5、to-andcross-correlationSpider任意脉冲测量4.2Pump-probetechniques问题：1.自相关2.交叉相关3.FROG测量4.FROG测量的算法5.Spider测量6.Spider测量的算法7.pump-probe测量8.条纹相机9.时间分辨光子计数测量5.Applications5.1Thestudyoffastchemicalreactions5.2Imaging5.3Structuredetermination:ElectronBeamsandX-rays5.4Coherentcontrol一、相干控制方法(早期)(单参数)

6、：1.频域的控制技术(spectral-domaintechnique)1986年BrumerandShapiro提出1990年ChenandPark等实验实现(原子、分子)原理：基于量子力学相干（相干相长或相消）2.时域的控制技术(time-domaintechnique)1985年TannorandRice提出1991年Baumert等实验实现(纳双原子分子)3.绝热控制技术(adiabaticcontroltechnique)1988年Bergmann等通过STIRAPverylargelaserenergyRabioscillations二、现代量子相干控制

7、方法：特点：多参数(时间、空间、频谱、偏振等)困难：特定目的的激光场设计。1983年Huang和Ramakrishna等方法：1988年Shi,PeirceandKosloff等提出优化控制理论实现飞秒脉冲时空整形1.液晶光学空间调制器三、飞秒脉冲整形方法：2.声光光学空间偏转器3.变形镜Thestokesshiftsforasymmetricandsymmetricmodes,2942cm-1and2835cm-1,respectively.Depth-resonancesingle-pulseCARSimagesofaglasscapillary