Nd:YAG被动调Q激光器的研究及其设计

从被动调Q激光器的速率方程出发,对其各个参数进行数值求解,模拟其变化曲线,以激光输出单脉冲能量10 mJ、脉宽3 ns为例,对被动调Q的Nd:YAG激光器进行设计,得到激光器的关键参数:输出镜反射率R和饱和吸收体的初始透过率T0,并分析其热效应.最后,以传输矩阵理论,设计了激光器的谐振腔,所得结论为二极管泵浦的被动调Q激光器的实验研究提供理论依据.     

Cr4＋：YAG晶体位置对被动调Q激光器输出特性的影响研究

可饱和吸收体Cr4＋：YAG对被动调Q激光器的输出特性起着重要的作用。本文对Cr4＋：YAG被动调Q的Nd3＋：YAG激光器进行了实验和理论研究,重点研究了可饱和吸收体在谐振腔中的位置对激光输特性的影响。实验结果表明,可饱和吸收体在谐振腔中存在一个最佳位置,可使输出功率最大,脉冲宽度最小。这些研究对于被动调Q激光器的设计与应用有一定的意义。     

激光原理与技术课程虚拟仿真实验平台建设及教学实践

对本科生开设的激光原理与技术课程包含激光基本原理、激光调制、调Q等内容,涉及多门基础学科。为了帮助学生理解复杂的原理,同时使课程更好地与工程实践结合,开发了虚拟仿真实验平台"Laser V-Lab"。虚拟仿真实验包含3个主要功能模块(激光产生、激光传输、激光控制),可对激光输出特性、激光谐振腔模式、激光调制、激光调Q、激光倍频等过程进行仿真计算。每个功能模块都可以由用户自行定义参数,计算结果可以显示并保存。给出了虚拟仿真软件在教学中的3个应用实例:对激光横模的形成过程及高阶横模的特性进行了演示;对Nd:YAG自由振荡激光器的输出特性进行了计算,演示了激光谐振腔输出耦合镜的反射率对激光弛豫振荡过程的影响;给出了采用ABCD矩阵方法的激光传输变换计算示例。教学实践结果表明,虚拟仿真实验的开展有助于提高学生的学习兴趣、培养工程实践能力及创新思维能力。     

无抽空谐振腔的大气压脉冲N_2激光器

介绍了无抽空谐振腔的大气压脉冲N2激光器的制作方法.该激光器主要由双面环氧树脂印刷电路板制作的储能传输线和脉冲形成线、高压直流电源,N2气源等器件构成,两端均可输出激光,为科研、实验提供了一种自制结构简单、使用方便、光脉冲宽度小于1ns,单个脉冲的能量约为100～300 mJ的小型紧凑的无抽空谐振腔大气压脉冲N2激光器.     

Nd:YAG激光器的热透镜效应及其对激光输出的影响

对Nd：YAG激光器的热透镜效应进行了分析，给出了实验测量动态热效应的方法．利用矩阵光学的方法，分析了热透镜效应对激光输出功率和光束质量的影响，并计算了两种谐振腔参数下的束腰宽度ωo、远场发散角θo和模体积V随热焦距f的变化情况．     

全光纤激光器中光栅作为腔镜的特点研究

选用介质膜作谐振腔镜,光纤激光器就缺乏有效的选频机制,使得输出激光线宽较宽,纵模频率和输出功率不够稳定;而光纤光栅作为激光器的谐振腔镜,可以得到稳定的窄线宽激光输出.通过对光纤光栅的形成机理和布拉格光栅选频原理分析,得到双布拉格光纤光栅线型谐振腔的理论.光纤光栅谐振腔的长度与光纤光栅中心波长满足S=(2m-1)λmax...     

激光束在大气中的传播特性研究

激光大气传输特性是研究激光在通过大气传播的过程中,大气与激光相互作用产生的一系列线性与非线性效应以及这些效应对激光传输的影响。文章基于正的共焦非稳定谐振腔的激光场,采用快速傅里叶变换(FFT)等方法研究激光光束在大气中的传播特性,分析了强激光器如二氧化碳激光器在大气传输中产生的一些线性光学效应,并在只考虑大气折射、大气分子吸收等对激光光束的影响下,求出了激光光束在大气中的偏移、光束的扩展和光束质量等,进而利用β参数和Strehl比来评价高能激光器的光束质量特性,给出了这两个参数随着最高能量变化的图形。     

二氧化碳激光器功率特性智能在线检测装置研究

该文介绍了一种二氧化碳激光器功率特性智能在线测试装置,是一种智能化程度高且实时在线测试激光器功率特性的装置.该装置以工作波长为10.6μmCO2激光器功率特性测试为研究对象,研制专门测试装置,利用激光谐振腔低透射率介质膜全反射的特性,采用尾镜进行激光取样对激光器进行在线检测而不需要停机重新布置后在激光器前端测试,并且提高取样的准确度与精度,确保测试的可靠性,并设置多通道,同时开展多路检测工作,采用程序化设定,自动的对功率特性相关参数自动检测.     

三棒串接Nd∶YAG激光谐振腔的稳定性研究

采用激光谐振腔的矩阵理论分析了三棒串接的Nd∶YAG激光器的稳定特性 ,给出了对称放置的平行平面腔稳定区范围 .结果表明 ,合理选择棒的位置及工作参数 ,可提高激光器的输出功率 .另外 ,三根棒的热效应不相同会缩小激光器的稳定区范围 .设计了三棒串接的激光器 ,获得了 970W的输出功率 .     

三棒串接Nd:YAG激光谐振腔的稳定性研究

采用激光谐振腔的矩阵理论分析了三棒串接的Nd：YYG激光器的稳定特性，给出了对称放置的平行平面腔稳定区范围．结果表明，合理选择棒的位置及工作参数，可提高激光器的输出功率．另外，三根棒的热效应不相同会缩小激光器的稳定区范围．设计了三棒串接的激光器，获得了970W的输出功率．     

压电微马达控制的激光谐振腔调节器

压电微马达控制的激光谐振腔调节器董蜀湘霍玉晶王树昕邱海波（清华大学北京１０００８４）本文报道了作者发明的压电微马达控制的激光谐振腔调谐系统。该压电微马达控制的激光谐振腔调节器，在新型激光器的研究中得到了很好的结果。此种压电微马达基于波动驱动原理。压电...     

高稳定单频Brillouin光纤激光器的研究

单频布里渊（Brillouin）光纤激光器结构紧凑,性能稳定,并且对Brillouin泵浦光具有线宽窄化和噪声抑制作用.在光纤传感、高精度频谱分析和微波光子学等领域有着重要应用前景.本文利用可调谐半导体激光器（TLS）作为Brillouin泵浦光制备了单频Brillouin光纤激光器.实验发现当Brillouin增益介质光纤的长度缩短到10.3m时,谐振腔的自由光谱范围变为20.1MHz与模光纤的Brillouin增益带宽相近,此时Brillouin激光表现为单纵模振荡.实验结果还表明该光纤激光器的功率转化斜率为43.6%,激光输出的强度涨落低于4%.单频Brillouin光纤激光器的信噪比与泵浦激光器的信噪比提高近10dB以上,并具有很好的噪声抑制作用,该激光器输出线宽小于5kHz.     

利用天牛须算法智能优化固体激光谐振腔

将天牛须智能优化算法应用于复杂的多参数固体谐振腔设计。将待优化的激光谐振腔参数组合作为搜索空间的可能解,将考察位置处的本征振荡光斑半径和谐振腔稳定性参数合理地设置为目标函数,在搜索空间内对目标函数进行最小化寻优操作,可以找到满足设计条件的一组优化解,实现激光谐振腔的智能化设计。     

激光谐振腔光场及远场分布的数值模拟系统

利用数值迭代法和有限元法,对激光圆形镜球面谐振腔的光场分布及远场光束进行数值求解。采用Matlab编写了具备图形化用户界面(GUI)的功能全面的激光谐振腔模拟系统,系统可以选择和设置谐振腔类型及谐振腔参数等。系统运行后给出谐振腔内光场达到稳定状态时的渡越次数、腔镜上光场振幅和相位分布以及远场光强分布的三维图像。对输出镜反射率均匀分布以及输出镜反射率沿径向逐渐降低的激光谐振腔模式及远场光强分布进行模拟并做了对比分析,结果表明,输出镜反射率变化的激光谐振腔模式形成较快,远场光强分布更集中。     

激光自再现模的物理学本性探讨

分析了在激光形成过程中,谐振腔内光振荡产生的激光模式原因.使用积分方程对激光光场分布进行分析,解释其基本的物理意义;并使用不确定度的量子方法解释激光光斑形成的本因,为激光器输选模方法提供了指导.     

HCN激光器小型化及工作参数优化

对大功率连续波氰化氢(HCN)激光器进行了小型化,成功研制了谐振腔长度分别为2 m和1 m的小型化HCN激光器.改进了激光器的阴极腔头结构和阴极过渡段连接结构,对小型化激光器进行了系统的参数优化实验,同时使用了绝对功率计和光束分析仪对激光器的功率进行定标,使激光器的功率测量更为准确.在工作气体配比为N_2∶CH_4∶H_2=1∶1∶5的条件下,对影响小型HCN激光器功率输出的各种参数进行了优化调试实验,实验结果表明:2 m激光器的最佳参数为放电管内径为(50±0.5)mm、耦合输出栅网500线/英寸、混合气体工作流量是10 mL/min、激光管外壁温度160℃、激光器工作电流0.65 A、工作气体气压为29 Pa时,功率输出最大为2.1 m W.1 m激光器的最佳参数为:放电管内径为(30±0.5)mm、耦合输出栅网500线/英寸、混合气体工作流量是3.2 mL/min、激光管外壁温度160℃、激光器工作电流0.6 A、工作气体压力8.6 Pa时,功率输出最大为0.6 m W.     

激光器及其发展动向

激光器及其发展动向王素，李书涛（合肥市第三中学）（中国科学院安徽光机所）本文概括地介绍一些典型的最常用激光器和有巨大发展前途的新颖激光器。１传统激光器１．１固体激光器固体激光器一般由激光棒（激活介质）、泵浦灯、聚光器和谐振腔组成。工作物质一般是离子型...     

激光发展的历史回顾和评述

本文回顾并评述了激光历史中受激发射、粒子数反转、谐振腔、微波激射器和激光器等重要理论和器件的起源、历史背景和演变发展的过程。     

主动方式产生近似无衍射光束的新技术

介绍几种主动式产生近似无衍射光的方法,并用谐振腔理论进行分析和模拟.可以发现,利用轴棱锥设计的谐振腔具有结构简单、转换效率高等特点;而采用腔内振幅滤波的谐振腔,则不需要复杂的光学元件和特别的准直技术;用LD泵浦的Nd∶YAG激光器输出近似无衍射光,可以有效地提高泵浦光效率和激光输出能量.     

室温工作的射频放电激励板条CO激光器

研究了在室温工作下射频放电激励板条CO激光器的工作特性.采用81 MHz的射频放电,利用并联谐振技术获得均匀的射频放电.激光器电极大小为86 mm(宽)×700 mm(长),间距为1.7 mm.激光器谐振腔为输出耦合系数为8%的负支共焦谐振腔.研究了激光器的脉冲工作特性,以及不同脉冲情况下脉冲的时间特性.获得了峰值功率约为600 W的激光输出.测量了激光器输出的光谱特性以及输出功率稳定性.