对超快自旋动力学的理解对于将来的超快和能量效率磁性记忆和存储应用至关重要。我们研究了COFEB/MGO/COFEB磁性隧道连接点(MTJ)的超快激光诱导的磁光反应,当时用短激光脉冲令人兴奋,这是磁性配置和泵送的函数。MTJ的超快速磁化在0.33–0.37 PS的时间尺度上迅速下降,这是由电子旋转散射和旋转转运相互驱动的。随后,通过电子– Phonon和Spin -Phonon相互作用分别以1.5-2.0和5.0–15.0 ps的时间尺度转移到电子和自旋储层的能量转移到晶格中。我们的结果表明,COFEB/MGO/COFEB的界面自旋方向可以调节自旋和声子之间的相互作用常数。这些发现提供了对MTJ接口在自旋动力学中的作用的洞察力,这将有助于Opto-Spintronic Tunnel Junction Junction堆栈设计和应用。
研究了相位像差及其对激光诱导击穿引起的流场发展的影响。使用可变形镜将相位像差施加到波长为 1064nm 的高能激光脉冲上。设计了一个实验装置来捕捉激光诱导击穿引起的流场运动,该装置着重于捕捉流场的横向轮廓和同轴轮廓。结果显示,由于非平面相的存在,火花吸收的激光脉冲能量 (181mJ) 显著降低,这是由于在通常发生击穿的焦平面中扩散所致。在收集的数据中,研究了 Zernike 0 ◦ 散光、Zernike Y-彗形像差和 Zernike 球面像差的单个实例。著名的 Horn-Schunck 光流法用于分析阴影图像,产生运动的密集光流场表示。结果表明,所研究的每种像差都会产生独特的流场,显示出超特定局部流规范的潜力,并进一步讨论了其含义。
抽象的结构性马氏体变换实现了各种应用,从高冲程致动,感应到能源有效的磁性制冷和热蛋白网络能量收集。所有这些新兴应用程序都受益于快速转换,但是直到现在尚未探索其速度限制。在这里,我们证明了热弹性马氏体对奥斯丁岩转化的转化可以在10 ns之内完成。我们使用纳米秒激光脉冲加热外延Ni -Mn -GA膜,并使用同步加速器衍射来探测初始温度和过热对转化速率和比率的影响。我们证明,热能的增加可以更快地驱动这种转换。尽管观察到的速度极限为2.5×10 27(JS)1个单位单元格留出足够的空间以进一步加速应用,但我们的分析表明,实际极限将是切换所需的能量。因此,马氏菌的转化遵守与微电子相似的速度限制,如玛格鲁斯 - 左旋蛋白定理所表达的。
高功率激光脉冲一直是科学研究的重要组成部分,自Chirped Pulse Amplifation(CPA)发明使他们的一代变得更加可行。它们对于从激光唤醒物理学的应用研究(例如激光唤醒场)到对激光 - 血压相互作用的更基本研究以及探测非线性真空量子动力学(QED)效应的更多基本研究至关重要。2因此,已经对这些高功率脉冲的时间和空间方案的表征进行了大量研究。光的轨道角动量(OAM)是量化的电磁辐射自由度,其特征是梁u的横向相反的方位相依赖性; /þ / e l h,其中uðq; /; zÞ是该函数,它表征了圆柱坐标中的横向图,而L是方位角模式数,它量化了模式的OAM。与更熟悉的旋转角动量(SAM)不同,该动量与光的圆极化状态有关,OAM是无限的,可以采用任何整数值。自艾伦(Allen)等人以来。首先是电磁波
摘要:本研究提出,激光脉冲可以产生有限振幅瑞利波,用于增材制造过程中的工艺监控。非接触式工艺监控使用脉冲激光产生瑞利波,并使用自适应激光干涉仪接收它们。文献中的实验和模型表明,有限振幅波形会随着传播距离而演变,甚至会在平面粒子速度波形中形成冲击波。非线性波形演变表明材料非线性,它对材料微观结构敏感,进而影响强度和断裂性能。测量是在定向能量沉积增材制造室内对平面 Ti-6Al-4V 和 IN-718 沉积物进行的。通过检测平面外粒子位移波形,还可以获得平面位移和速度波形。波形演变可以表征为 (i) 通过在不同点接收一个源振幅,或 (ii) 通过应用不同的源振幅在一个点接收。提供了针对有意调整的关键工艺参数的样本结果:激光功率、扫描速度和舱口间距。
摘要 激光能量与电子的耦合是强激光-等离子体相互作用中几乎所有主题的基础,包括激光驱动的粒子和辐射产生、相对论光学、惯性约束聚变和实验室天体物理学。我们报告了对箔靶总能量吸收的测量结果,这些箔靶厚度范围从 20 μ m(对于该厚度,靶保持不透明且表面相互作用占主导地位)到 40 nm(对于该厚度,膨胀可实现相对论诱导的透明性和体积相互作用)。我们测量到,在最佳厚度 ∼ 380 nm 处,总峰值吸收率为 ∼ 80%。对于较薄的靶,虽然总吸收率会降低,但逃离靶的高能电子数量会增加。2D 粒子模拟表明,这是由于强激光脉冲在靶体积内传播时,电子被直接激光加速所致。结果表明,总能量与电子的耦合和有效加速到更高能量之间存在权衡。
摘要:在研究和工程中,短激光脉冲是计量和通信的基础。由于紧凑的设置尺寸,通过被动模式锁定的脉冲产生特别理想,而无需主动调制需要专用的外部电路。但是,完善的模型并不能涵盖比型往返时间更快的增益媒体中的常规自动化。对于量子级联激光器(QCLS),这标志着其操作中的显着限制,因为它们表现出与间隔过渡相关的picsecond增益动力学。我们提出了一个模型,该模型对最近证明的第一个被动模式锁定的QCL的脉冲动力学提供了详细的见解。存在沿空腔的多层石墨烯所实现的不连贯的饱和吸收器的存在,通过表现出与增益介质相似的快速恢复时间,将激光驱动到脉冲状态。这种激光操作的预先未研究的状态揭示了增益培养基对不均匀分布的腔内强度的良好响应。我们表明,在存在强
相对于激光束。图 2a 描绘了 FLW 过程的图形表示。FLW 是一种串行制造技术,与光刻相比可能并不适合大规模生产。然而,它的速度和简单性使其成为至少在量子技术等快速发展领域中规模生产的有吸引力的选择。可以实现的折射率变化很小,因此设备不如硅或氮化硅等其他平台那么小型化。然而,FLW 因允许三维电路布局(图 2b-c)、与玻璃以外的各种材料兼容(促进复合设备的混合集成)以及与标准光纤的低损耗连接而脱颖而出。FLW 只是通过超短激光脉冲与透明材料的非线性相互作用实现的几种微加工工艺之一。另一个例子是飞秒激光烧蚀,它可以精确去除材料,从而形成三维微结构,如图 2a 所示的微沟槽。将飞秒激光烧蚀与激光烧蚀相结合,可以提高集成光子器件的性能,例如可编程光子集成电路 [5],它集成了波导、电可编程干涉仪和空心结构,从而实现了非常低的
光和原子核之间的相互作用通常很弱,并且限制在线性和扰动状态中,这限制了可实现的核激发概率,并阻碍了潜在的应用,例如核光学时钟,核激光器和核能存储。在这封信中我们表明,氢样throgium-229离子(229 th 89Þ)与当代强烈激光促进了光核相互作用,使其相互作用到高度非线性和非逆向性方案中。这种相互作用解锁了非常有效的核激发:超过10%的第229个核可以通过单个飞秒激光脉冲激发异构体状态。此外,激光驱动的229 th 89þ离子辐射了多个光波长,这些光是激光频率的高阶谐波,类似于激光驱动原子的高谐波生成过程,但具有独特的特征。这些结果先驱是一种探索光 - 物质相互作用的新领域,提供了一种有效控制原子核的强大方法,并铺平了一种新的核相干光发射方式。
通过材料厚度非线性传输和 Z 扫描技术,研究了用 775 nm、1 kHz 飞秒激光脉冲激发的多晶硒化锌 (ZnSe) 的光学非线性。测得的双光子吸收系数 β 与强度有关,推断 ZnSe 在高强度激发下也与反向饱和吸收 (RSA) 有关。在低峰值强度 I < 5 GW cm –2 时,我们发现 775 nm 处的 β = 3.5 cm GW –1。研究了宽蓝色双光子诱导荧光 (460 nm-500 nm) 的光谱特性,在带边附近表现出自吸收,而上能级寿命测得为 τ e ~ 3.3 ns。在光学腔内泵浦 0.5 毫米厚的多晶 ZnSe 样品时观察到受激辐射,峰值波长 λ p = 475 nm 时,谱线明显变窄,从 Δ λ = 11 nm(腔阻塞)到 Δ λ = 2.8 nm,同时上能级寿命也缩短。这些结果表明,在更优化的泵浦条件和晶体冷却下,多晶 ZnSe 可能通过 λ = 775 nm 的双光子泵浦达到激光阈值。