提出和研究一种新的方法,即利用电磁铁的电磁力去产生和控制双频激光器的频差。采用半内腔式的激光器结构,激光增益管窗片的两表面镀有高增透膜并作为腔内应力双折射元件。调节电磁铁电压的大小,电磁铁沿窗片径向所施加的压力的大小也随之改变,因而使频差得以产生和控制。频差由光电探测器检测,其大小由频率计读出。

为了研究超短激光脉冲光束质量对焦斑的影响,采用经典的几何模型进行了理论模拟分析,并实验研究了离轴90°抛物面镜的飞秒激光光束的紧聚焦特性。由理论分析和实验结果可知,当入射失准角为3mrad时,将从空间上使焦斑峰值功率密度减半,失准角的存在将引起到达靶面的激光脉冲的时间展宽从而降低焦斑峰值功率密度;利用3TW钛宝石飞秒激光系统,通过ƒ/1离轴90°抛物面镜对激光束进行紧聚焦,得到最佳焦斑尺寸为5.6μm×5.4μm,对应于3mJ和96mJ的飞秒脉冲激光光束的焦斑峰值功率密度分别为3.83×1017W/cm2和1.23×1019W/cm2。结果表明,该研究为开展激光与固体、气体、团簇等物质相互作用的相关实验提供了重要的参考。