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O_2、H_2、CH_4气体的受激喇曼散射

花晓清  
【摘要】:采用单纵模(0.003cm~-1)和宽带(1 cm~-1)Nd:YAG激光,研究了O_2、H_2和CH_4气体的振动受激喇曼散射(SRS),采用宽带激光时,O_2,CH_4,H_2中的SRS转化效率都达到或超过文献中的结果,采用单纵模激光时主要得到了如下一些新的实验结果。 1.由于受激布里渊散射(SBS)的竞争抑制,纯O_2气中前向一级斯托克斯(FS1)转化效率只有3.8%,而SBS的反射率达70%。采用OPO激光器产生的较强的FS1作为种子光可以将FS1的转化效率提高到54%,SBS反射率降低为5%。当泵浦能量小于50mJ时FS1的光束质量要好于泵浦光,当泵浦能量为105mJ时,由于热散焦效应的影响,FS1的光束质量要差于泵浦光。 2.Nd-YAG二倍频泵浦时,在H_2气中加入He气可使后向一级斯托克斯(BS1)转化效率达69%,并且其脉冲被压窄到1.1ns,其峰值功率达到了泵浦激光功率的2.6倍,并观察到了波前复制现象。 3.Nd:YAG基频泵浦时,在H_2气中产生较强的BS1,BS1转化效率可达66%。BS1与FS1的相互竞争产生了张弛振荡,并且BS1的两个脉冲都被压窄到1ns,使峰值功率达到了泵浦光功率的二倍,而且BS1的光束质量要大大优于泵浦光和FS1的光束质量。 4.CH_4气体产生很强的BS1,BS1的转化效率最高可达73%,由于张弛振荡,BS1的脉宽被压窄到1.2ns左右,使BS1峰值功率达到了泵浦光的2.7倍。热散焦严重影响SRS转化效率和FS1光束质量,但对BS1的光束质量影响不大,这是因为BS1呈现为与泵浦光波前翻转的复制光波,可以弥补热畸变。


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