激光技术与应用

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普顿散射现象!并产生具有数978能量的光子"用低强度的飞秒激光脉冲照射光电阴极将产生飞秒电子脉冲!这种脉冲将成为高亮度电子源"

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当激光强度达到太瓦级时!则很容易产生非线性现象"在*个大气压的气体中!光能自动地改变折射率!由于位相的变化而产生相干白光"利用这一现象可进行大气观测和气溶胶的测量"

!"!激光电场中的原子和分子

原子和分子处于高强度的激光电磁场中!

容易丢失电子而形成离子"!!和原子#分子的离子化电势的比较关系用参数!表示为

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式中"!是离子化电势"在强电场中施加飞秒时间!苯或二氧芑这样的分子将发生不改变形状的离子化"在更强的电场中!电子瞬时被捕获!剩余的同性离子因库仑力而排斥!这种现象被称为库仑爆炸"

#%!超高速的应用

利用飞秒激光的超高速性能可形成物质的

!"#激光强度和相对电子

在超强磁场中!电子具有相对论的行为"

非正常单一量子状态!而且分子的运动可用光直接控制"目前对这项工作的研究已达到高潮"在数十飞秒的脉冲内!光电场只有几个周期!因此控制脉冲内电场的位相就能控制原子

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和分子的反应"

因此!电磁场中产生电子动量的电子静止质量的损耗值用#$表示为

#$"$"’($$量&&为光速"

更为实用的表达式为

式中$为电子获得的动量&%$为电子的静止质

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飞秒激光的加工应用

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飞秒激光与物质的相互作用电子温度的弛豫时间

激光与物质的相互作用可按皮秒时间量度

激光强度超过*$*’012.#即#$5*时!则生成相对电子"电子的相对质量系数用$表示"电子的质量%"%$$&$"$*+%%+*1#&&")1&&)为电子$$#+*%*1#"的速度"由此可得到#$*

分为热过程和非热过程"临界时间取决于自由电子对晶格离子的弛豫时间!加热温度因对象物质而异"碰撞弛豫时间用电子"声子耦合参数进行计算!金属物质弛豫时间需达到数皮秒"用比碰撞弛豫时间长的脉冲激光照射物质!使电子和晶格离子处于平衡状态!从而达到相同温度而成为热过程"

另外!用比碰撞弛豫时间更短的激光照射!则电子温度处于比晶格离子温度高的非平衡状态"激光照射后晶格离子的加热才开始!这一过程为非热过程"图#给出了以铜为对象!用碰撞弛豫时间较短的*$:;脉冲照射表面时!电子温度和晶格离子温度经过的时间变

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飞秒激光在基础理论研究中的应用

超强度的应用

在高能物理及核物理方面!飞秒脉冲超强

电场的应用备受关注"如前所述!这种超强电场能够非常容易地产生相对电子并能对原子和分子直接’加工("用超过*$012.的光强照

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射目标时!能够获得高于*$678能量的电子!随之还产生高亮度的$射线"如果高能电子与谐波超强脉冲相互作用!则会产生高谐波的康

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