中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
超强激光科学卓越创新简报
(第五百九十九期)
2025年1月24日
上海光机所在解决N2+空气激光淬灭问题研究方面取得进展
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队在解决N2+空气激光淬灭问题研究方面取得进展。相关研究结果以“Corona electric field triggered N2+ lasing from a femtosecond laser filament in air”为题发表于Optics Letters。
近年来,超快强激光技术的迅猛发展,使得超强激光场与粒子(原子、分子、离子等)相互作用展现出了许多有趣的非线性效应,其中N2+空气激光现象备受关注。空气激光通常是指超强飞秒激光成丝诱导大气组分产生粒子数反转,实现远场无腔光放大的现象,进而有望在大气遥感方面得到重要应用。面向大气应用领域,发展基于最成熟的800 nm钛蓝宝石飞秒激光直接诱导产生空气激光显得至关重要。但是迄今为止只观察到427 nm的N2+激光。在1 atm的空气中激发391 nm的N2+激光极其具有挑战性,因为空气中氧分子具有相对较低的电离势,更容易电离产生等离子体,导致391 nm N2+激光淬灭。
在这项工作中,研究人员利用外加电晕电场与飞秒光丝耦合,在1 atm 空气中成功诱导了391 nm的N2+激光辐射,解决了利用800 nm飞秒光丝在空气中激发391 nm激射的难题。外加电晕电场打破了空气飞秒光丝的对称性,产生了有效的二次谐波并作为391 nm激射的种子脉冲,导致了前向激光受激放大,进而观察到391 nm激光辐射明显增强。该研究团队通过数值模拟澄清了外加电晕电场诱导391 nm激光增益背后的物理机制。这项工作为N2+激光辐射的产生提供了新的思路,不仅对解决空气中391 nm激光的猝灭问题具有重要意义,而且对深入理解空气激光的产生及其应用具有重要价值。
该工作得到了国家自然科学基金联合基金项目、中国科学院国际合作重点项目、上海市科技项目等支持。
图 1. 空气中飞秒光丝耦合电晕电场诱导N2+激光的实验装置
图 2.前向391 nm激光辐射的光谱信号和空气中的二次谐波与电晕电压的依赖关系。输入能量为7.47 mJ,脉宽为144 fs
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