65A/600V 氩离子激光器稳流装置的研制

引言A_r~+激光器是在可见光范围内连续输出激光功率最大的一种气体激光器。许多场合要求激光器输出激光功率稳定。这种激光器放电电流和磁场电流的稳定是其激光功率稳定的重要因素。七十年代中期以来,国内外随着 A_r~+激光器功率不断增大,研制 A_r~+激光管用稳流精度高、容量大、自动稳功的电控装置是一项必要课题。     

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.     

滤波光反馈半导体激光器的动态特性及混沌同步通信研究

理论推导了滤波光反馈半导体激光器的稳定输出条件,比较分析了常规光反馈和滤波光反馈对半导体激光器输出动态特性的影响;同时,建立了基于速率方程的滤波光反馈半导体激光器混沌同步通信系统模型,研究了滤波光反馈半导体激光器系统的混沌同步特性和通信性能。结果表明：窄带滤波反馈可以保证半导体激光器持续工作在稳态输出状态;适当滤除反馈光的高频成分,可以扩展混沌半导体激光器系统的稳定同步区域,增强混沌同步鲁棒性,提高系统的混沌同步通信性能。     

介绍一种高功率光纤激光器

近年来，为了提高激光器的输出功率，减少体积，增强工作稳定必画际上发展了一种以双包层光纤为工作介质的激光器，这种双包层光纤激光器采用包层泵浦原理，使注入内包层的泵浦光在内包层中传播，反复穿越纤芯被纤芯掺杂介质吸收，从而使纤芯中传播的光的比例增加，大大提高了输出功率，如此优越的性能使双包层光纤激光器在激光器领域中占有重要的地位，在比较了激光器的常用类型后，阐述了双包层光纤激光器的结构及工作原理，并对其国内，外的发展现状及应用前景作了介绍。     

光泵远红外激光工作气体压强的最佳值

本文研究光泵远红外激光器的最佳工作气体压强。采用3能级系统模型,求解量子系统的密度矩阵方程,再用迭代运算法计算远红外激光的输出功率密度。激光器的远红外输出功率密度是泵浦激光功率密度I_p,泵浦频偏x,远红外信号的频偏y,工作气体压强P的函数。改变工作气体压强的值,可求得I_s-P的关系曲线。理论求得的P的最佳值与实验结果很好相符。     

一种新型CO2激光器开关电源

采用双管正激式开关电源技术,成功研制了一种新型的CO2气体激光器电源.该开关电源采用PWM脉宽调制技术,以及特殊设计的非晶合金高频变压器,可以在供电电源电压波动情况下保持输出电压及激光器输出功率的稳定,且由于输出功率可平滑调节,可适用于不同功率的CO2气体激光器.     

半导体激光器稳恒功率控制系统的设计

设计一种半导体激光器的稳恒功率控制系统.该系统以3个高精度放大器OPA114,OPA602和OPA335为核心,采用滤波和慢启动电路,具有集成度高、元件少、性能稳定等优点;采用光功率负反馈控制,能为半导体激光器提供高稳定的、连续可调的驱动电流.实验结果表明,在该系统的驱动下,半导体激光器连续工作5 h,光功率稳定度可达0.048%,比开环时的稳定度提高了近5.5倍,达到设计要求.     

基于光纤光栅的可调谐光纤激光器

利用光纤光栅作为调谐装置研制了可调谐的光纤激光器 . 调谐装置简单, 性能稳定, 激光器输出波长在17 nm范围内连续可调, 输出功率大于1 mW,激光谱线线宽小于0.1 nm.     

HCN(氰化氢)亚毫米波激光器的研制

我们研制的小型HCN(氰化氢)激光器,可作为实验室用亚毫米波讯号源,能长时间稳定工作,需要工作气体少.实验中已观察到波长为337μm 及311μm 的激光谱线,最佳输出功率可达4.5mw.     

用Zeeman效应增强和稳定He-Ne激光器的输出功率

本文比较了稳定He-Ne激光器输出功率的不同方法,提出采用塞曼(Zeeman)效应来增强和稳定长腔体大功率输出He-Ne激光器的功率。研制适用于该方法时激光器件应具备的腔型结构、放电参数及稳定措施。在有效放电长度900毫米和750毫米的He-Ne激光器上,分别获得35毫瓦以上的多模输出和24毫瓦单模输出。在加入非均匀磁场后,提高输出功率33%,稳定度为1—2%。     

紫外辐射预电离的高气压激光器

横向激励高气压激光器(TEA激光器)的研制和改进是当前气体激光器件发展的重要方面之一。高气压激光器由于具有输出能量(功率)密度、效率和运转频率较高的性能;且因增益轮廓的压力加宽,能实现锁模运转获取高功率超短脉冲,以及有可能作为连续调谐的相干光源,因此受到人们的重视。在高气压下实现大体积均匀放电激励是这类器件的关键。增加工作气压和激励体积,可获取高能量输出,并充分发挥其特有的性能。但同时亦往往就导致其激活空间的不均     

小功率气体激光器开关电源的研制

详细介绍了一款小功率气体激光器开关电源的设计方法,对电源的主电路、控制电路、高频变压器和保护电路的设计方法做了具体的阐述,对设计出的电源进行了理论分析与实验验证。结果表明：该电源性能良好,电源输出电压稳定可调,电源效率高,电源体积小重量轻,有较大的实践应用空间。     

用于TDLAS甲烷检测的激光器电流驱动与温控系统

为了满足激光器在甲烷气体检测中对输出波长稳定的需求,自主设计以STM32F103RCT6为微处理器核心的电流驱动系统和温控系统,包括信号发生电路、滤波电路、温度采集与控制电路等,运用信号发生芯片生成锯齿扫频信号、正弦调制信号、直流偏置信号,把他们叠加作为激光器注入电流,同时对激光器整体构建二级制冷系统,通过温度和电流的调谐使激光器发出的波长在甲烷气体吸收峰1 653.72nm附近扫描,以使气体充分吸收。经验证,整个系统工作稳定,可持续工作时间超过36h,温度误差为±0.008℃,电流驱动误差≤0.09mA,波长误差在千分位,满足设计需求。     

基于单片机的外腔半导体激光器控制系统的设计

设计了一种以单片机为核心,结合PID控制系统等外围电路的半导体激光器的高精度控制器.半导体激光器驱动电流精度达1.5×10-5,长时间工作(12h以上)偏置电流变化小于1μA,温度控制精度达到10-3℃.用该系统来控制光栅外腔半导体激光器,得到了功率稳定、波长单一的激光输出,长时间工作没有出现跳模现象.     

连续Nd：YAG激光器腔长与扩束系统对输出功率的影响

为了提高激光器输出功率,优化激光器结构尺寸和扩束系统是提高固体Nd:YAG激光器输出功率的两个重要因素.通过选择和优化激光器腔长与反射输出镜透过率的不同组合,实验测试表明,激光器腔长与输出镜透过率的最佳组合参数为L1=L2=140 mm ,T＝40%,激光器的斜率效率为4.5%.设计了凹凸透镜组合和扩束比为3倍的扩束系统.通过分析热传导在扩束系统中的作用过程,计算出扩束比与连续Nd:YAG激光器功率数学关系和扩束系统镜片的传热系数.使激光器最大输出功率比设计理论值增加25W左右.     

用乙炔吸收方法实现光纤光栅外腔式半导体激光器稳频的研究

设计了用乙炔吸收方法稳频1.53μm光纤光栅外腔式半导体激光器的系统结构并简述了基本原理.系统中的吸收气室选用渐变折射率和带尾纤的光纤,提高了耦合的稳定性.采用三次谐波锁定技术,消除了背景功率的影响.利用锁定放大器闭环控制布拉格波长,将激光器的输出波长锁定在乙炔气体1530.37nm的吸收峰上,24h内频率稳定度达10-8.     

基于PLC和组态王的HCN双激光器功率稳定监控系统

HCN单激光器和转动光栅形成的差频信号一般不大于100 k Hz.HCN双激光器较之单激光器和转动光栅系统可以很容易的获得MHz量级的差频信号,进而可以研究更高时间分辨率的物理现象.但是HCN双激光器功率和频率都不稳定,功率稳定是频率稳定的前提,所以必须先保证HCN双激光器功率的稳定.本文以稳定功率为目标结合双激光器的特点,设计了一套双激光器功率的自动反馈控制系统及远程控制系统.本系统主要有西门子S7-200PLC、电动平台、肖特基势垒二极管和上位机等组成.实验表明这种方法可以长时间地使HCN双激光器稳定在高功率状态.     

压电换能器功率输出自动调节特征研究

为了研究换能器的工作安全性能、提高换能器的系统效率,根据压电换能器的工作原理,利用等效电路方法,分析了压电换能器在并联谐振频率附近工作时的频率特性,得出了在并联谐振频率附近的功率输出自动调节规律,应用该规律探讨了功率输出自动调节的频率范围,并对超声清洗换能器在不同负载时的功率输出进行了实验。结果表明:换能器在并联谐振频率附近工作时具有较好的功率输出自动调节功能,对提高换能器的系统效率有一定指导意义。     

双包层光纤激光器

双包层光纤激光器是目前研制出的功率最大的光纤激光器 ,它的激光输出功率可达几百瓦 .本文介绍了双包层光纤激光器的工作原理、优点、应用及其发展前景 .     

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.