双脉冲Q开关激光治疗色素性皮肤病的实验研究

通过对Q开关单、双脉冲Nd∶YAG激光、红宝石激光治疗黑色纹身进行实验研究,对Q开关单、双脉冲治疗色素性皮肤病进行了比较和统计学分析,并研究了脉冲间隔、能量密度等参数对双脉冲治疗色素性皮肤病的影响.结果表明,与Q开关单脉冲激光相比,采用Q开关双脉冲激光可以在不提高激光峰值功率的前提下提高治疗色素性皮肤病的效果且减轻损伤.     

超快脉冲激光对钛合金的烧蚀特性与作用机理

为探究超快脉冲激光对难加工材料的烧蚀特性与损伤机制,利用皮秒脉冲激光研究钛合金的烧蚀阈值、烧蚀形貌和作用机理。依据烧蚀面积和激光能量密度的线性关系,确定了钛合金的烧蚀阈值,通过显微镜观察分析了不同激光参数下钛合金的表面烧蚀形貌,采用雪崩电离与多光子电离详细解释了超快脉冲激光对钛合金的作用机理,并从烧蚀形貌和阈值角度划分了烧蚀区域。结果表明:钛合金的烧蚀阈值约为0.109J/cm2;在1 064nm波长下的烧蚀质量要优于532nm波长下的质量,而低重复频率能获得高质量的微结构,烧蚀中央区域材料去除更为均匀,且烧蚀弹坑形状规则,表面平滑;随着脉冲数和能量的增加,光子能量累积增多,烧蚀尺度和形貌特征愈加明显,烧蚀边界愈加清晰,说明脉冲数和光子能量累积是表面微结构诱导的关键要素之一;烧蚀区域可划分为改性区、过渡区、再沉积区和烧蚀区,在烧蚀区以多光子电离为主,在改性区、过渡区和再沉积区以雪崩电离为主。该结果可为超快脉冲激光微结构精密加工提供参考。     

强激光烧蚀铝靶实验及数值模拟

为研究强激光对金属铝靶的毁伤效应及作用规律,进行了不同能量强脉冲激光烧蚀铝靶实验。采用纹影高速照相技术,观察了激光作用铝靶过程中形成的溅射产物和冲击波流场,获得了不同激光能量作用下铝靶的烧蚀特征。建立了强激光烧蚀铝靶的2维计算模型,对脉冲激光作用铝靶过程进行了数值模拟计算,获得了激光脉冲能量对铝靶烧蚀深度的影响规律。对连续强激光大光斑烧蚀铝靶过程进行了数值模拟计算,对比分析了有重力和无重力作用下烧蚀深度以及烧蚀形貌特征。结果表明,在重力作用下烧蚀深度小于无重力作用下的情况,而烧蚀面积大于无重力作用下的烧蚀面积。      

0.47J×100Hz高光束质量二极管泵浦脉冲固体激光器

采用二极管侧面泵浦结构和主振放大方案,设计和实验研究了大能量高光束质量脉冲固体Nd：YAG激光器.获得了单脉冲输出能量0.47J,重复频率100Hz,光束质量M2因子为4的高光束质量全固态脉冲激光输出.     

Nd∶YAG激光重建心肌血管的模拟研究

利用蒙特卡罗方法对Nd∶YAG激光重建心肌血管进行了模拟研究,研究结果表明波长为1 064 nm的Nd∶YAG激光重建心肌血管时,会对激光孔道周围的心肌组织造成较大范围的热损伤;同时由于心肌组织对Nd∶YAG激光的吸收峰值出现在心外膜和心肌膜之间,因此将会产生“爆炸”效应,并在心外膜形成“喇叭”口;模拟研究的结果和实验结果相符合。     

基于Nd:YAG/V:YAG键合晶体的1338 nm微片激光器研究

基于Nd:YAG/V:YAG键合晶体,在连续和准连续LD端面泵浦条件下,研究了输出波长1 338 nm的被动调Q微片激光器的输出特性。在连续泵浦条件下,最大的输出功率为0.73 W,此时得到稳定的调Q脉冲输出,脉冲宽度为139 ns。在准连续泵浦下,获得了被动锁模调Q激光输出,输出的最大功率为1.01 W,对应的脉冲宽度为80 ns,其中的锁模系列单脉冲宽度约为70 ps。实验结果表明,Nd:YAG/V:YAG键合晶体有利于获得高功率紧凑的1 338 nm脉冲激光输出,同时准连续泵浦能有效地降低激光晶体的热效应从而获得更高功率的激光输出。     

多量子阱InGaAsP实现Nd:YAG激光器被动锁模

采用InGaAsP多量子阱作为可饱和吸收体,以及Nd∶YAG激光器的耦合输出镜,实现1.06μm激光的被动锁模运转.当激光器腔长为115 cm时,在平凹腔结构中获得平均脉宽23 ps、能量7 mJ的单脉冲序列;在平凸腔结构获得平均脉宽21 ps、能量10.5 mJ的单脉冲序列.比较平凹腔和平凸腔结构的Nd∶YAG激光器的锁模效果,并根据样品结构和可饱和吸收体被动锁模理论,分析半导体多量子阱材料InGaAsP实现被动锁模的机理.     

LD泵浦Nd:YAG激光毛化轧辊粗糙度的模拟分析

针对CO2激光器和灯泵浦的Nd:YAG激光器毛化技术的不足,利用半导体泵浦Nd:YAG激光器进行轧辊毛化。此装置具有峰值功率较高,光学质量好,使用寿命长,维护成本低等优点。本文利用半导体泵浦Nd:YAG激光器对轧辊毛化试验,分析了泵浦功率、脉冲频率、脉冲宽度、离焦量以及点阵密度等加工参数对毛化坑形貌和表面粗糙度的影响规律,并根据实验结果对表面粗糙度进行数值模拟,最后对模拟结果与实验值进行比较,得出了可以有效使用该模拟方法给出加工参数的调整规律结论。     

基于MoS2可饱和吸收的Nd∶ScYSiO5晶体调Q激光特性研究

通过液相剥离法成功制备多层MoS_2溶液,将上层清液旋涂于YAG晶体表面,并进行烘干,制成实验所用的可饱和吸收镜.多层MoS_2可饱和吸收镜的微观形貌及层数由AFM进行表征,结果显示其表面较为平整,层数约为12层.实验中,实现了基于多层MoS_2可饱和吸收的Nd:ScYSiO_5晶体1074.7nm和1078.2nm双波长调Q稳定运转.在3.3W的吸收泵浦功率下,获得了392mW的调Q激光输出,斜效率为13.8%.获得的最短激光脉冲宽度,最大的脉冲重复频率及单脉冲能量分别为460.7ns,313.5kHz和1.25μJ.实验结果表明,在1μm波段,多层MoS_2是一种优异光电材料,具有良好的可饱和吸收特性.     

结晶硅材料的单脉冲和多脉冲激光损伤研究

对半导体材料硅的单脉冲和多脉冲激光损伤现象进行研究,实验结果表明多脉冲激光辐照的损伤阈值比单脉冲的少,且多脉冲激光损伤阈值是与脉冲重复频率相关的,随脉冲重复频率增大而减少,说明损伤过程中累积效应的存在。根据实验结果和理论计算,我们指出热积累并不是损伤阈值降低的唯一原因,并对可能的损伤机理进行了讨论。