高功率LD侧面泵浦Nd：YAG激光器四镜折叠腔分析与设计

运用ABCD传输矩阵理论，把增益介质作为类透镜处理，对LD侧面泵浦地Nd：YAG激光器四镜折叠腔进行了分析。特别讨论了增益介质内部基模光斑半径和基模体积随泵浦功率变化的关系．在此基础上得到了一组腔的优化参数，能使激光器实现大基模体积热稳运转，并很好地补偿了像散．     

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器的原理与应用

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)是二极管泵浦的多量子阱增益介质半导体激光器。近年来,光泵浦垂直外腔面发射激光器作为半导体能带工程的新成果,在理论和实验方面均取得了令人触目的进展。该器件具有较高的输出功率、卓越的光束质量和紧凑的结构。薄片式的激活介质避免了棒状介质的热透镜效应,周期性共振增益(PRG)结构提高了多量子阱内的受激辐射截面,分布布拉格反射器(DBR)减少了谐振腔的损耗。相对于晶体棒作激活介质的固体激光器来说,这种新型激光器可以通过半导体能带工程提供更加广泛的波长选择范围。它克服了电泵浦边发射和电泵浦面发射半导体激光器的限制,可以提供近衍射极限的基模或TEM01模的圆形光斑。     

高功率端面泵浦Nd∶YVO4/LBO绿光激光器的研究

为了减少单端高功率泵浦造成的增益介质吸收不均匀性,采用双端泵浦折叠腔结构.折叠腔的模参数调整灵活以及腔内有效空间大,腔内倍频可以降低阈值,提高了全固态激光器对于泵浦光的利用率.对端面泵浦钒酸钇与三硼酸锂构成的四镜Z型腔结构进行了理论研究,分析了Z型折叠腔产生像散的各种因素,合理地优化了腔的各个参数关系,并且在实践中采用三硼酸锂晶体Ⅰ类角度调节相位匹配,在抽运光功率为25W时,成功地获得了3 3W的稳定绿光输出,光-光转换效率达到了14 3%.     

消逝场增益耦合微型球腔的光散射理论研究

 采用米氏光散射理论,计算了微型球腔中口哨廊模(WGMs)的场强分布.对球腔浸入不同折射率的液体介质后的场强分布,WGMs的消逝场模体积占总场模体积的比值(η值),WGMs的品质因素(Q值)等重要参数做了计算和分析.结果表明:随着球腔和环境介质相对折射率的减小,WGMs的Q值变低,η值增加.较高的η值,增加了消逝波增益耦合的耦合效率,有利于微型球腔中消逝波增益耦合的受激辐射放大过程.     

高功率端面泵浦Nd：YVO4／LBO绿光激光器的研究

为了减少单端高功率泵浦造成的增益介质吸收不均匀性，采用双端泵浦折叠腔结构．折叠腔的模参数调整灵活以及腔内有效空间大，腔内倍频可以降低阈值，提高了全固态激光器对于泵浦光的利用率．对端面泵浦钒酸钇与三硼酸锂构成的四镜Z型腔结构进行了理论研究，分析了Z型折叠腔产生像散的各种因素，合理地优化了腔的各个参数关系，并且在实践中采用三硼酸锂晶体I类角度调节相位匹配，在抽运光功率为25W时，成功地获得了3．3W的稳定绿光输出，光—光转换效率达到了14．3％．     

激活介质中存在增益分布的固体激光器谐振腔的设计

本文在考虑到激活介质中存在增益分布的情况下,使用复光束参量的ABCD定律及自孔径选模方法,完成了稳定的TEM_(o o)模固体激光器谐振腔的设计。在此方法中,根据实际测得的折射率和增益径向变化系数及选定的谐振腔腔长L,即可计算出与之适应的反射镜曲率R_1,R_2及光束在介质中的光斑半径和模体积。     

线形和复合腔结构布里渊光纤激光器实验研究

文章通过实验研究了基于线形腔和复合腔结构的布里渊掺铒混合增益光纤激光器的输出特性。采用1 km单模石英光纤作为布里渊增益介质,研究了该布里渊激光器的输出特性参数与泵浦波长、泵浦功率、腔型结构等因素的关系。通过实验分析,得出线形腔和复合腔2种结构在不同布里渊泵浦波长条件下产生一阶斯托克斯光时的1 480 nm激光器的阈值泵浦功率,并研究了高阶斯托克斯光输出随1 480 nm激光器泵浦功率的变化情况;布里渊波长从1 540 nm变化到1 570 nm时,线形腔和复合腔阈值泵浦功率分别在139～172 mW及196～294 mW范围变化;保持1 480 nm激光器泵浦功率为623 mW,增大布里渊泵浦功率,2种结构都获得了最多达到10个波长的稳定激光输出。     

双线纵向激励F^＋2型色心激光器的激励尺寸效应

探讨了双线纵向激励Ｆ＾＋２型色心激光器在不同泵浦光，辅助光和振荡光的束腰半径之经下的增益特性。研究表明，为获得较高基模比例的激光输出和较高的泵浦光利用效率，泵浦光的束腰半径应选择略小于振荡的束腰半径，辅助光的束腰半径应泵浦光的束腰半径近似相等。     

微腔半导体激光器的多模行为

采用数值模似的方法讨论了微腔半导体激光器的多模行为。结果表明,通过调整微腔的结构,使激射模频率落在有源介质的增益谱峰处,并且使自发发射进入该模式的效率尽量大,可实现微腔半导体激光器的单模输出。     

LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q锁模激光器的输出特性

研究了LD泵浦Nd:YVO4/Cr4 :YAG调Q锁模激光器的输出特性,得到了如下结论:腔长较短时只能实现调Q脉冲激光输出,其峰值功率随泵浦功率成近似线性增加;当腔长增加到足够大时可实现稳定的被动调Q锁模激光脉冲输出,与调Q激光脉冲比较峰值功率得到很大提高;脉冲LD泵浦时,锁模脉冲激光输出平均功率减小,锁模脉冲峰值功率远大于连续泵浦锁模脉冲的峰值功率,谐振腔稳定区变宽.     

波导CO_2激光器的非匹配光腔

本文报道了波导CO_2激光器的一种选择横模的方法,该器件采用了大孔径波导和近场非匹配凹面镜,可得较高输出功率的基模激光.     

偏心度对方形倍频晶体温度场的影响

为了解决非均匀温升对非线性晶体倍频转换效率影响的问题，建立了方形非线性晶体模型．该模型在建立中考虑了基频光具有高斯分布，方形倍频晶体具有周边恒温、端面满足近似绝热等特点．根据非线性晶体腔内倍频的实际需要，给出了方形非线性晶体基频光辐射偏心度的定义，并利用热传导方程，得到了方形非线性晶体受基波偏心辐射时温度场分布的一般解析表达式，解决了在温场模式研究中将倍频使用的方形晶体近似为圆柱形晶体所带来的问题．实验结果表明；当基频光辐射偏心度增大到0．75时，倍频晶体的最高温升下降了21．1％．     

小型TEACO_2激光器采用平—凹稳定腔输出特性的实验研究

本文对小型TEACO_2激光器采用平—凹稳定腔输出的一些特性进行了实验研究,结果证明当R>15米曲率半径全反镜,其输出有较高的能量,且发散角小,并有较好的激光模式。     

热容激光器侧泵介质的热效应特征

推导了热容工作模式下侧面抽运板条激光介质温度分布的解析表达式，并模拟了其温度和相应的应力分布．与常规运转的介质的温度和应力分布进行了比较，定量分析了热容运转模式的优越性．结果表明，一般而言，常规运转情况下，应力断裂极限是限制功率进一步增大的主要原因，而在热容运转模式下，限制因素是上能级温度．模拟表明，相同抽运情况下，热容运转模式下的热透镜长度远比常规运转模式下长．在热容运转模式下，介质温度随时间线性增加，中心与表面的温度差几乎不随时间改变．     

油井激光射孔可行性实验研究及防砂机理分析

针对常规射孔技术在应用时存在严重的污染和出砂问题,进行了激光射孔技术可行性实验研究。通过室内物理实验,研究了激光能量对岩石烧灼量的影响。水深及不同介质对激光能量衰减的影响。结果表明:采用高能激光进行射孔是可行的。高能激光能烧灼岩石,形成较深的孔眼。介质及水深都会影响激光能量的衰减。介质深度是影响岩石烧灼质量损失的主要因素。在足够深度处,介质对岩石烧灼质量损失的影响可以忽略不计。激光具有融结岩石的作用,从根本上解决油井出砂问题。该研究对指导激光射孔的现场应用具有一定意义。     

输出耦合镜材料的吸收对激光光束影响的理论分析

在给出大功率激光器输出耦合镜基模和多模两种理论模型的基础上分析了材料吸收对激光器输出光束的影响。对于在通常使用参数下，ＧａＡｓ和ＺｎＳｅ 材料输出耦合镜吸收对于激光束的影响及热透镜效应作了数值分析。     

激光注入锁定技术压缩线宽的研究

本文采用多模激光振荡的半经典理论,分析了在注入锁定时腔内各纵模与注入信号间的作用关系.用连续的Nd:YAG激光器产生的单纵模激光信号,注入高增益调Q非稳腔激光器中,实现了注入锁定,获得了脉宽为20ns、峰值功率为10.5MW的傅立叶变换极限的单纵模激光输出.     

High repetition rate passively mode-locked erbium-doped fiber laser

We report a passively mode-locked high repetition rate erbium-doped femtosecond fiber laser via nonlinear polarization rotation, with a fundamental repetition rate of 101.94 MHz. The output power is 34 mW when pumped by a single mode fiber coupled laser diode at 370 mW. The spectral width is 25 nm, corresponding to a transform limited pulse width of 105 fs.     

飞秒激光脉冲倍频的实验研究

利用2mmKDP晶体对中心波长790nm、脉冲宽度75fs、晶体表面强度约1011W/cm2的超短超强激光脉冲进行了倍频实验研究。通过对基频脉冲能量及频率啁啾的优化,可以获得高于40%的能量转化效率。观测了基频脉冲频率啁啾对倍频光产生的影响,发现激光脉冲啁啾为零时对应的倍频转化效率最高;对于相同的光栅相对位置,正啁啾基频脉冲的倍频转化效率高于负啁啾。     

高层建筑简化振型及在结构风振计算中的应用

基于弯剪型悬臂梁模型分析高层建筑的动力特性,给出控制高层建筑振型形状的特征参数;通过对具有不同特征参数的基阶振型曲线进行拟合分析,得到既形式简洁又能准确反映实际结构基阶振型的简化模型;同时,给出控制简化振型形状的振型指数的确定方案.将简化振型应用于实际高层建筑的结构风振计算,结果表明,采用该简化振型能更准确地体现风荷载沿建筑高度的分布情况,提高风荷载和风振响应计算的精度.