在界面处产生的受激Brillouin后向散射现象

通常人们观察到的受激Brillouin后向散射(SBBS)光束与泵浦光基本一样,是一种无束腰的低发散角光束.本文将报道在界面处产生的SBBS的一种新现象,即受激Brillouin后向散射光束存在自聚焦现象1 实验实验装置如图1所示,一台调Q Nd:YAG激光经倍频输出波长为0.53μm作为SBBS的泵浦源,单脉冲能量大于2mJ.图中Ⅰ_1和Ⅰ_2分别为直径3mm和1mm的光栏,在这里使用直径1mm的光栏是为了用等量通光孔径来区别不同强度的光束通过.B_1和B_2为分光板,S是泵浦光和SBBS的观察屏,P为光电探测元件,用高兆示波器同时监视泵浦光和SBBS光的时间特性和相对强度.M_1和M_2为全反介质膜平面镜,L_s为焦距60mm的透镜,C为Brillouin池,并安装在可上下微调的平台上,CS_2用作Brillouin介质.为了避免Brillouin介质液面的反射和其它杂散光对后向散射光的观察和测试影响,泵浦光经M_2必须是入射到Brillouin池内.移动屏S可观察到后向散射光斑的变化,在后向散射光斑变化为最小处拍摄SBBS光束自聚焦光斑和泵浦光斑.     

红外激光引起的可见散射和发光现象

1978年底至1979年初,我们曾在普通实验室条件下,意外观察到连续掺钕钇铝石榴石激光器腔内1.06微米红外激光束在空气中引起的可见散射现象。在这之后,我们又进一步采用重复脉冲、重复调Q脉冲以及高功率单次调Q脉冲等掺钕钇铝石榴石激光器系统,利用它们输出的1.06微米脉冲红外激光辐射作     

随激发波长改变的SiC纳棒的Raman光谱

用不同波长的激光激发得到了SiC纳米棒的Raman光谱,发现谱的形貌与体材料有很大差别,并且随着激发光的改变出现明显变化,认为是由于受Fr6hlich相互作用影响而引起的共振现象,并据此对实验结果进行了解释.     

Er离子注入多孔硅的发光

硅是最重要的半导体材料,在微电子领域有着广泛的应用.室温下硅的禁带宽度为1.11 eV,相应的发光波长为1.14μm.在近红外波段,硅是间接带材料,发光效率很低,无法在光电子领域实际应用.近年来,人们用稀土离子Er掺入硅中,获得了Er~(3+)离子在1.54μm的近红外发光.这正是光纤传输的最低损耗波段.在掺Er的硅基材料上能否获得有实用功率的发光或激光器件,人们对此表现了极大兴趣.然而,理论评估表明前景不容乐     

产生受激光发射的工作物质

自1960年Maiman首先实现了红宝石的受激光发射以来,在寻找产生受激光发射的工作物质及改进器件的结构与性能方面,做了许多工作,取得了丰硕的成果。目前,实现受激光发射的工作物质已不下五十种之多,其中包括气体、液体(有机溶液)和固体等不同状态和不同结构的物质;输出波段已从紫外2542埃伸展到红外35微米;实现了低温和室温的连续操作器件;红宝石的输出能量已达500焦耳,已制成输出能量为113焦耳的玻璃受激光发射器,运用光开关技术,红宝石的脉冲峯值功率已从5仟瓦剧增至10亿瓦;半导体工作物质的出现,大大     

测量高频振动的相位细分调制法原理

校准用压电式高频振动台的频率一般从2到50千赫,振幅不超过0.2微米。为了提高测振幅的精度,我们以相位细分法(又称内插示波管法)为基础,在激光干涉系统的参考镜上施加三角波形振动,对被测振动进行相位调制,用多周期平均法进行测定,取得了满意结果。这个     

掺铬锰钨酸锌单晶及其激光特性

对掺铬钨酸锌(ZnWO_4:Cr~(3+))室温和低温下的光谱和激光性质已做过研究,在77K下实现了连续可调谐激光输出.采用固态介质中退火工艺后,晶体透光性能极大改善,室温下用红宝石激光器泵浦已获得270μJ的近红外激光输出.但是晶体的光损伤阈值低,限止了这种晶体的实际应用,为此我们开展了双掺杂敏化的研究,不仅使激光输出能量提高3倍,而且抗强光损伤能力大为增强.     

随激发波长改变的SiC纳米棒的Raman光谱

用不同波长的激光激发得到了SiC纳米棒的Raman光谱，发现谱的形貌与体材料有很大差别，并且随着激发光的改变出现明显变化，认为是由于受Froeblich相互作用影响而引起的共振现象，并据此对实验结果进行了解释。     

天文望远镜反射镜面的飞秒激光清洁

金属镜面反射镜是反射式天文望远镜中成像系统的核心部件,反射镜定期清洗是天文望远镜维护中的一项重要工作.目前采用的干冰人工清洗方法工序繁杂,成本较高,还需要定期使用清洁剂和清洁布擦拭的方法去除难以清洗的污染物,容易损伤镜面.针对以上缺点,本文利用放大级飞秒脉冲激光器,对天文望远镜中反射表面上黏附的微米级灰尘颗粒进行了清洁研究.首先研究了飞秒激光与反射铝镜的作用规律,通过调节激光能量密度,对清洗后的铝镜表面形貌进行观测,得出实验用铝镜的飞秒激光损伤阈值为60 m J/cm2.通过改变激光能量等扫描参数,对清洁前后的铝镜镜面附着物进行分析,得到最优的清洁参数.结果表明,当激光能量密度为30~55m J/cm2时,飞秒激光对微米级灰尘颗粒有良好的清洁效果.在可见光范围内,清洁后的反射镜镜面反射率获得了明显的提升.最后,通过对灰尘颗粒及铝镜基底的能谱分析,对飞秒激光的清洁机理进行了讨论,在灰尘颗粒的激光清洁中热膨胀因素占据主导作用.飞秒激光清洁在天文望远镜的清洁领域有着良好的应用前景.     

掺Yb3+大模场光子晶体光纤激光器获210 W输出

利用掺Yb³⁺双包层大模场光子晶体光纤(LMA PCF)构建激光器, 实现了中心波长为1.05 μm的210 W高功率连续激光输出. 使用光纤的长度为2 m, 其每米产生的激光高达105 W. PCF由中心波长为976 nm的半导体激光器双端抽运. 该光纤激光器的斜率效率为76%, 光束质量平方因子M²在x和y轴上分别测得为1.06和1.08. 在高功率激光输出情况下无任何热光损伤发生.     

LiNbO3光参量放大器产生宽范围可调谐的中红外飞秒激光脉冲的研究

采用共线相位匹配和小角度非共线相位匹配相结合的联合调谐方式, 设计并实验构建了具有宽调谐范围的中红外飞秒光参量放大器. 采用两级LiNbO₃飞秒OPA, 可输出2.0~4.7 μm波长范围可调谐的中红外飞秒激光, 调谐范围大幅超过了目前文献报道的数据, 获得的中红外飞秒激光脉冲能量超过30 μJ.     

1.1 GHz亚10 fs掺钛蓝宝石激光振荡器

通过对腔内元件进行色散分析, 在啁啾镜色散补偿技术的基础上, 采用四镜环形腔结构, 在功率为7 W的连续532 nm激光抽运下, 成功实现了脉冲宽度小于10 fs的超短激光脉冲的输出, 脉冲重复频率可达到1.1 GHz, 通过未镀膜的尖劈耦合输出的脉冲平均输出功率为30 mW, 光谱全宽覆盖了670~920 nm波段的超宽带光谱.     

半导体砷化镓的受激发射

半导体砷化镓p-n结的受激发光,国外在1962年11月首次获得。我们在1964年2月5日初次观察到了砷化镓正向p-n结的复合受激发光。p型材料杂质是锌;n型材料杂质是碲。受激光是从砷化镓p-n结的两抛光平行端面射出。样品尺寸为1.3×0.2×0.3毫米~3,在液氮温度下以脉冲形式工作。我们首先用单色光计测定了辐射的波长及谱线半宽度,在阈电流(25安培)以下时测得(非相干辐射的)谱宽为200埃;在阈电流以上时测得谱宽为20     

高分辨X光显微镜的设计及其现实性

X光波段的显微术,已经有很长的发展史,但足至今还没有找到技术上可行的高分辨技术,由于缺乏合适的折射或反射X光的材料,使用几何光学方法成象受很大限制。因为掠反射非球面加工很困难,使反射式X光望远镜和显微镜都属低分辨系统,实际上低于一般光学显徽镜和望远镜。可以采用衍射方法成象,但衍射成象也要求高精度的衍射体。例如菲涅尔环带的精细度实际上就决定了它可能达到的分辨能力,因此难以甩它来达到高分辨。全息术则由X光相干度所限制。虽然最近已实验产生了X激光,但为得到全息术所要求的单模激光,则尚须有进一步的工作。     

直波导耦合输出AlGaInAs多量子阱环形激光器研究

采用InP基InAlGaAs多量子阱激光器外延材料结构, 利用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术和聚酰亚胺介质平坦化工艺, 研制了多量子阱半导体环形激光器样品. 该器件通过加正偏压的环形结构谐振腔实现光激射, 然后借助紧邻的直线波导耦合将光信号输出. 环形谐振腔直径为700 μm, 波导宽度为3 μm. 用光纤对准直线波导端口耦合测试了环形激光器的光功率-电流特性曲线和激射光谱, 其阈值电流为120 mA, 在注入电流160 mA时从直波导耦合输出得到激射光谱的中心波长为1602 nm, 并结合光功率-电流特性曲线对环形激光器中的工作模式进行了初步分析.     

Ar离子激光泵浦的掺Nd光纤激光特性

用514.5nm的Ar离子激光泵浦掺Nd的石英光纤获得激光输出已有报道,最近我们进一步的工作结果表明,Ar离子激光中除了514.5nm波长外,用476.5nm、488.0am和496.5nm波长分别泵浦Nd掺杂光纤也都可获得1060nm的激光输出,实验测量了各种泵浦条件下的阈值、效率,并用高分辨率双光栅单色仪系统测量了光纤激光谱的精细结构,同时还对泵浦光和光纤激光在光纤中的场分布进行了研究。     

非线性饱和吸收晶体LiF:F_2~-

调Ω和锁模技术是广泛应用的一种激光技术。现在常用的调Ω元件多采用KDP类电光开关或五甲川类非线性饱和吸收染料,前者的缺点是腔内损耗大,易潮解,并需要一套高压供电和延时设备;后者的缺点是光学质量差,输出起伏大和强光作用下易于分解等。     

外腔多量子阱激光器混沌双劈双反馈多参数控制方法研究

提出外腔多量子阱激光器混沌双劈双反馈多参数控制方法, 建立双劈控制下激光双反馈动力学物理模型, 理论上给出控制系统稳定时频率失谐及稳定范围等. 通过平移或滑动激光器外腔光路中的光器件劈来调节控制反馈光的光程, 能够改变二反馈光的延时时间和反馈强度, 在物理上可实现二个反馈光的多参数混沌控制. 数值结果证明该方法可以控制激光混沌到稳定态、单周期态以及多周期态等, 能使激光器输出周期光脉冲平均功率增加.     

空心上转换纳米结构的可控制备、荧光增强效应与应用

上转换发光材料具有光稳定性好、荧光寿命长、斯托克斯位移大、发射带宽窄等优点,其广泛地应用在激光、显示、防伪、生物医学等领域.空心结构具有有效密度低、担载量大、壳层数目与壳层间距可调等特点,同时空心结构能够对光进行多级反射、提高光的利用率、实现电场密度再分布等.因此,制备镧系离子掺杂的空心结构上转换发光材料,探究制备机理、空心结构与发光增强的构效关系以及应用具有重要意义.空心结构的制备方法包括:硬模板、软模板、自模板等.鉴于碳球硬模板法的普适性以及可控性,因此碳球硬模板法是比较常用的方法.对近年来碳球硬模板法等在制备镧系离子掺杂的空心结构方面取得的成果进行介绍,讨论了空心结构与上转换发光性能增强的机制.上转换发光性能增强源于激发光的多级反射导致的高的激发光的捕获率,反射与散射共同作用诱导的强化电场密度以及等离子体共振作用导致的辐射效率增强.最后就空心结构的上转换发光材料的应用、挑战与未来的发展方向进行了分析与展望.     

高功率1.3414μm Nd:YAP连续激光器

1.3μm激光作为色心、声子终端激光泵浦源及在光纤方面的应用而受到人们的普遍重视。我们继试探利用b轴Nd:YAP晶体研制1.34μm连续激光器获得成功后,进一步分析了Nd:YAP连续激光器的本征振荡模,研究了泵浦过程晶体热效应对1.34μm激光的影响,研制了1.34μm介质镜,在此基础上,已从φ5.8×111mm的Nd:YAP激光棒中获得了8.28瓦接近线偏振的1.3414μm连续激光,器件效率为1.15％,斜率效率为2.02％,在输出62瓦时连续工作45分钟,输出功率变化不大于1％。