腔内石英晶片产生的Nd:YAG激光纵模分裂现象

为了获得１．０６μｍ波长的双频激光,在二极管泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的谐振腔内放置一石英晶片,观察到了纵模分裂现象,分裂量（即频率差）可随晶片的转动而在整个纵模间隔上调谐。当腔内既有选模元件（熔凝石英Ｆ－Ｐ标准具）又有石英晶片时,同样能够产生纵模分裂现象（产生两个频率）,但ｏ模和ｅ模不能同时起振。纵模分裂量的实测值与理论相吻合。     

扭转模腔法输出单纵模激光研究

为了消除空间烧孔效应实现Nd:YAG单纵模激光输出,设计了一个由两块曲率半径为60 mm的端面镜、两块1/4波片、一片偏振片和Nd:YAG晶体构成的扭转模腔,通过理论分析和仿真实验,证实了该扭转模腔在沿轴方向光强分布均匀,不会形成空间烧孔效应,实现了单一纵模的激光输出.     

激光器纳米测尺原理

以笔者发现的激光频率分裂、模竞争、腔调谐等双折射双频激光物理效应，研制成激光器纳米测尺。激光器自身就是纳米量级位移传感器，利用腔内双折射元件把一个激光频率分裂成2个频率（⊥光模和∥光模）；当一腔镜沿激光器轴线移动并使这两个频率扫过激光增益区时，强烈和中等程度的竞争交替出现，把出光带宽分成3个等宽区间；合激光纵膜间隔为出光带宽的4/3时，在腔镜移动第一个λ/8波长内强竞争使⊥光模抑制掉∥光模，第二个λ/8波长内中度竞争使⊥光模和∥光模可一起振荡，第三个λ/8波长内强竞争使∥光模抑制掉⊥光模，第四个λ/8波长内⊥光模∥不振荡，激光器无光输出；4种状态重复一次，反射镜移动λ/2，计算出状态数，可知腔镜位移。由4个区域光偏振各不相同来判断腔镜位移方向。腔镜经一个机械测杆和被测物接触，实现被测物位移测量。测量范围已达15mm，分辩率79.08mm，线性度5×10-8，重复性2σ优于0.314μm。该成果是激光技术和精密计量两领域交叉融合取得 的自主原创性、有重要意义的突破性进展。     

30Hz单模超窄线宽光纤激光器

介绍利用光子注入锁模技术在掺铒光纤激光器上实现了超窄线宽单模激光输出;对光子注入锁模技术压缩激光线宽的原理进行了理论分析,讨论了饱和吸收形成的瞬态光纤光栅的参数对激光线宽产生的影响,实现了高边模抑制比的激光输出. 在实验中,通过调节泵浦功率,获得了稳定的单纵模及多纵模激光输出,测量显示输出激光的线宽为30Hz,输出最大功率可达2mW,多纵模时自由光谱范围FSR为1.875kHz.     

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.     

单频外腔半导体激光器的主动稳频

采用鉴频反馈电路控制外腔长，对长外腔单纵模半导体激光器进行主动稳频，获得线宽小于２００ｋＨｚ的稳定单频输出，在２ｈ内频率漂移小于２ＭＨｚ     

利用微失调扭转模腔产生双频激光

目的 研究在激光二极管泵浦固体激光器内利用扭转模腔微失调的方法产生单纵模分裂并输出相干双频激光,频差连续可调。方法 采用琼斯矩阵分析光在谐振腔内的本征方程,得到它的本征值和本征向量,从而可表示模在腔内的相位延迟和偏振状态。     

Ho: LLF激光器单纵模正交偏振开关动力学特性

理论研究连续波Ho:LLF激光器在线偏振谐振泵浦,激光本征模的正交偏振开关延迟动力学特性。基于相位敏感的激光动力学模型,考虑激光晶体的光学各向异性,数值分析泵浦光在垂直方向上进行偏振切变时,腔各向异性诱发振荡本征模的正交偏振开关和瞬态延迟响应。研究结果发现,泵浦光偏振切换会导致两个正交偏振本征腔模之间产生严重的偏振模竞争作用,并由此引发混沌现象及增大延迟开关时间。指出光注入法可以有效地抑制开关动力学中的偏振模竞争效应和缩减偏振模开关时间,有助于改善正交偏振开关稳定性,为设计开发2μm波段单纵模正交偏振开关激光器提供了理论指导。     

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.     

利用驱动单个原子制备腔场的纠缠相干态

提出一种利用经典场驱动单个二能级原子与一双模腔场相互作用制备腔场的纠缠相干态的方案。通过对原子的激光操纵 ,包括Stark效应和Rabi频率的交替控制 ,使原子与双模腔场相互作用后演化为纠缠态 ,再对原子进行选态测量即可获得所要制备的量子态。     

Multi-threshold second-order phase transition in laser

We present a theory of the multi-threshold second-order phase transition,and experimentally demonstrate the multi-threshold secondorder phase transition phenomenon.With carefully selected parameters,in an external cavity diode laser system,we observe secondorder phase transition with multiple(three or four) thresholds in the measured power-current-temperature three dimensional phase diagram.Such controlled death and revival of second-order phase transition sheds new insight into the nature of ubiquitous secondorder phase transition.Our theory and experiment show that the single threshold second-order phase transition is only a special case of the more general multi-threshold second-order phase transition,which is an even richer phenomenon.     

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...     

高斯正支共焦非稳腔光束质量测量结果与分析

利用美国Spiricon公司生产的M2-200 Beam Propagation Analyzer(M2仪)测量了氙灯泵浦Nd:YAG的正支高斯非稳腔脉冲激光器的腔长变化对输出光束质量的影响。简要叙述了M2仪的使用方法和测量过程,介绍了几种评价光束质量的物理量。通过观测和分析,正支高斯非稳腔腔长的变化会影响输出光束的质量。实验中发现,当腔长为78 cm时光束质量最佳,此结果与理论值78.6cm很相近。误差主要来自两个方面:一是谐振腔内等效透镜主面位置测量不准确;二是腔内含有晶体棒时,腔长计算不精确。离焦比较大时光束质量明显变差,M2和发散角都很大;与腔镜的失谐灵敏度相比,高斯共焦非稳腔对腔长的失谐灵敏度小,失谐容忍度大。通过测量结果的对比得出,用M2因子评价光束质量是一个较好的选择。     

一种新型的折迭腔气体激光器

本文提出一种新型的折迭腔气体激光器。对折迭腔稳定性和激光器输出功率进行理论分析,导出腔的稳定条件和激光器的最佳工作程式,给出了一个折迭数N=5的激光器的有关计算曲线。     

泵浦功率变化对连续YAG激光器的影响

本文指出当连续YAG器件的泵浦功率变化时,不仅是器件增益发生变化,而且器件的损耗也同样发生变化。因而引起振荡模式的变化,腔的失稳,激光输出功率变化的复杂化。文中以大量的理论计算和实验证明:在多模运转时以平行平面腔为好。在单模运转时以平—凸或凹—凸腔为好。     

LD端面泵浦的Nd:YVO4 1.34μm三镜折叠腔型激光器

对三镜折叠腔的稳定性作了理论分析,所得结论对设计激光器具有重要的指导意义;实验上实现了LD端面泵浦的Nd:YVO41.34μm三镜折叠腔型激光器的运转.     

846 nm半导体激光器线宽压窄的研究

研制了用于倍频蓝光的单模、可调谐的窄线宽光栅外腔反馈半导体激光器,它是由激光器底座、激光管组件、准直透镜组件和光栅组成.经过精密控制电流和温度,利用光栅反馈可获得激光单纵模输出,外腔的结构还使输出光的谱线宽度得以压窄.对研制的半导体激光器的特性测试表明,其输出功率稳定,阈值变小,模式单一稳定,波长可调谐,谱线宽度小于1 MHz.     

掺铒光纤激光器中的模式损耗测量与模式竞争

模式竞争效应是实现激光器稳定输出的理论基础。由于各纵模的损耗不同,导致起振阈值不同。在测量掺铒光纤Bragg光栅FP腔激光器振荡模式损耗的基础上,对掺铒光纤Bragg光栅FP腔激光器的模式竞争效应进行理论与实验研究。采用衰荡光谱技术测量掺铒光纤Bragg光栅FP腔激光器振荡模式的损耗,确定各振荡模式的阈值条件,讨论激光器中的模式竞争。研究结果表明各振荡纵模损耗直接影响模式竞争结果。所得结果为单波长、双波长及多波长光纤激光器制作提供理论依据。     

平板式多光通道折叠腔射频激励CO2激光器

描述一种具有折叠共振腔系统的射频激励ＣＯ２激光器．激光器的放电管为平板式，共振腔系统由３个反射镜和一个输出镜组成，折叠光通道９个．重点介绍折叠腔的设计和调整技术及实验结果．     

对氦氖激光管一些制作工艺的探讨

为解决He-Ne激光管光学谐振腔的准直问题,笔者采用了负压贴片和负压条件下固化环氧树脂的方法,使贴片前后管子状态保持不变,提高了激光管的输出功度和热稳定性;在He-Ne激光管的排气与充气系统中加入分子筛,是提高系统真空度的行之有效的方法.