2μm波长高功率掺铥光纤激光器

介绍了2μm波长高功率掺铥光纤激光器的基本原理,重点分析了其国内外研究的发展现状,梳理了2μm波长高功率掺铥光纤激光器的技术发展趋势,根据其特点分析了2μm波长高功率掺铥光纤激光器在传感和光谱分析、医疗和材料加工等方面的应用前景。     

高掺铒光纤激光器输出特性的研究

对高掺铒光纤激光器的输出特性进行了研究,实验中观察到随泵浦能量增加,激光器由连续运转变为脉动输出（微秒量级）,继续增加泵浦能量,在展开的脉冲包络中观察到了纳秒调制信号,其密度小于2ns,用离子对交叉驰豫模型及光 的非线性效应－受激布里渊散射对实验结果进行了定性解释。     

西北大学“基于新型掺钕特种光纤的高功率蓝光光纤激光器”获国家专项课题立项

我校物理系白晋涛教授主持的“基于新型掺钕特种光纤的高功率蓝光光纤激光器”课题获得了国家“十一五”863计划新材料技术领域2007年度专项课题立项，经费总额为92万元。这是我校在国家“十一五”863计划新材料技术领域获得的首项专题课题立项。     

LD泵浦的掺Nd双包层光纤激光器

本文对LD泵浦掺Nd双包层光纤激光器进行了实验研究.在现有的泵浦功率下,得到了超过1.2W 的连续激光输出,斜率效率为18.6％,并对光纤激光器的光谱特性和时域特性进行了初步的分析.     

全国产化掺镱双包层高功率光纤激光器的研制

利用自行研制的大模面积双包层光纤和光学耦合系统以及国产的LD泵源,研制开发出一种便携式掺Yb3 双包层光纤激光器,最大激光输出功率达到了12.73W,斜率效率为76.9%,激光器的光-光转换效率为45%.实现了全国产化的、高功率、高转换效率的稳定激光输出,而且具有较高的光束质量.给出了该激光器的实验结果,并对其主要特性进行了简要的分析.     

环形腔掺铒光纤激光器频谱仿真和优化

基于掺铒光纤Giles模型,建立了环形腔掺铒光纤激光器模型,按照实际所用的σ结构激光器设定仿真参数,对前向、后向以及双向放大自发辐射(Amplified Spontaneous Emission,ASE)光对激光器性能的影响进行仿真,得到激光器性能优化参数。仿真结果表明在激光器起振时,是否考虑腔内的前后向ASE光对输出光功率幅值与掺铒光纤增益粒子分布影响不大,后向ASE光是导致掺铒光纤存在截止长度的原因。实验结果和仿真结果的对比表明本模型可较准确地仿真激光器的性能,可用于对实际激光器的设计进行参数优化。     

用延时注入-反馈法实现掺铒光纤激光器的混沌同步

采用延时注入-反馈法研究了两个双环掺铒光纤激光器的混沌/超混沌同步. 数值模拟表明, 只要延时时间和反馈强度合适, 两个相同的双环掺铒光纤激光器无论处于混沌状态还是处于超混沌状态, 都可以很容易达到同步, 即使两个激光器不完全相同, 只要适当增大反馈强度, 也可以实现两个激光器的混沌/超混沌同步. 同时由于延时时间的不同, 两个激光器还会出现延时同步, 这种延时正好解决了远程通讯中的信号延时效应, 因此对于混沌保密通讯也有利.     

基于体布拉格光栅的高功率可调谐Er／Yb共掺光纤激光器

主要介绍基于体布拉格光栅（VBG）的宽调谐Er／Yb共掺光纤激光器．通过中心波长为976nm的半导体激光器（LD）包层泵浦Er／Yb共掺光纤,并利用VBG作为波长选择器件,在耦合进入光纤的泵浦光功率为51w的情况下,实现了13．1W的功率输出,激光中心波长为1570nm,相应的斜效率约26．6％．通过改变VBG的工作角度,实现了1532—1570nm连续可调谐激光输出,调谐范围达38nm,基本覆盖了整个光纤通信低损耗的c波段（1530—1565nm）,激光功率输出水平≥10．66w．     

掺铒光纤环形激光器输出功率与掺铒光纤长度和耦合比之间的定量分析

定量分析了掺铒光纤环形激光器的输出功率与掺铒光纤长度和耦合比之间的对应关系,并通过实验给予了论证,这对掺铒光纤环形激光器的设计具有实际的指导意义.     

高功率双包层光纤激光器温度分布的数值分析

对高功率光纤激光器热效应问题进行了理论研究,在分析热效应产生原因的基础上,建立了一套双包层光纤激光器稳态温度分布模型,数值模拟了光纤轴向和径向的温度分布,得出了不同的光纤长度、截面半径和制冷条件下光纤端面中心温度随激光输出功率的变化关系.结果表明,单根光纤在输出千瓦级激光情况下对光纤端面附近区域沿轴向制冷将显著降低热效应的影响.     

基于LPC2148的808nm大功率半导体激光治疗仪

以ARM处理器LPC2148为核心,采用数控恒流源驱动方式,将808 nm大功率半导体激光器和智能化控制技术相结合,设计研制了一种智能型大功率半导体激光治疗仪.通过LPC2148自身的USB接口引擎和EasyUSB214x动态库,结合VC＋＋编写了上位机应用软件,将治疗仪的日志数据以USB的通讯方式传输到上位机,以实现对治疗操作日志数据的记录、查阅和研究.     

掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性分析

基于激光器稳态速率方程理论,分析了掺Yb3 双包层光纤激光器的输出特性,讨论了谐振腔结构、泵浦方式以及在近阈值和强泵浦情况下,输出反射镜的反射率对输出功率的影响。通过数值计算分析可知,对于F-P腔结构的双包层光纤激光器,采用后向泵浦比采用前向泵浦获得的输出功率大,增益分布也较后者平坦;在近阈值情况下进行泵浦,输出耦合镜有一个最佳反射率,使输出功率达到最大。一般反射率应取在0.4~0.7之间,但在强泵浦情况下,输出反射镜的反射率越低越好。同时还发现,由于光纤对激光存在着再吸收,因此在一定的泵浦功率下,增益介质长度存在一个最佳长度值,使输出功率达到最大。一般光纤应在70~90 m之间。     

一种基于光纤光栅的窄线宽激光器

利用光纤光栅作为选频装置研制了窄线宽的环形腔光纤激光器。结果表明,选频装置简单、性能稳定、激光器输出波长在1 550 nm附近,谱线线宽小于0.1 nm。     

大功率激光熔化镍基高温合金成形实验研究

为研究大功率激光下镍基高温合金IN718成形工艺参数对其表面质量及致密度的影响,采用DYLM-200金属粉末熔化成形机制做八个试样,通过扫描电子显微镜观察其表面形貌,分析不同激光工艺参数下试样的表面形貌特征。实验结果表明:成形工艺参数的改变直接影响成形零件的表面质量及其致密度。较小激光能量密度产生的球化现象减小了成形零件的致密度,适当地增加激光能量密度可以获得较好的成形表面质量和零件致密度;适当地减小激光扫描间距可以减少孔隙的产生,能够提高零件的致密度。该研究为选择性激光熔化3D打印成形的IN718零件在航空航天中的应用以及后续的研究提供了参考依据。     

基于掺铒光纤荧光寿命的应变响应

荧光光纤在光纤通信及光纤传感领域扮演着重要的角色．利用荧光衰减寿命作为传感参量,对荧光寿命随应变的响应关系进行了测试,根据实验数据对荧光光纤应变响应的物理机制进行了初步的分析．实验结果表明,该实验系统可实现对应变的测量,同时由于实验系统对温度的响应相对于应变的响应很小,所以可以忽略温度的影响,并针对于结果中所表现的荧光寿命的周期性的振荡现象做了理论的分析．     

改性硅胶除湿轮传热传质性能研究

对A l3 掺杂硅胶除湿轮的传热传质性能进行了理论和实验研究,分析了转速、解吸角以及通道尺寸对除湿轮性能的影响,结果显示:蜂窝状通道尺寸优化值为1.34 mm×4.35 mm;当轮厚在0.15~0.30 m范围内,最佳转速为10 rph;对0.2 m厚的转轮,10 rph和90°的解吸角有利于强化除湿轮的传热传质性能.     

The strong cross relaxation of Er3+ and yb3+ ions in the oxyfluoride glass ceramics

Oxyfluoride glass ceramic is a new up-conversion fluorescent material with the low phonon energy just like fluoride and the good mechanical stability like oxide. In the oxyfluoride glass ceramics co-doped with Er³⁺ and yb³⁺ ions, the red radiation is dominant while it is excited by the violet light. But in the general fluorescent material, the green radiation is dominant because the multi-phonon relaxation occurs step by step. The strong cross relaxation process of Er³⁺ and yb³⁺ ions is mainly responsible for enhancement of the red radiation intensity in the oxyfluoride glass ceramics. The increase of the red radiation intensity of Er³⁺ ions by the violet light excitation shows that the rare earth ions are doped into fluoride micro-crystals which are planted into oxide host in the oxyfluoride glass ceramics.     

The strong cross relaxation of Er3+ and Yb3+ ions in the oxyfluoride glass ceramics

Oxyfluoride glass ceramic is a new up-conversion fluorescent material with the low phonon energy just like fluoride and the good mechanical stability like oxide. In the oxyfluoride glass ceramics co-doped with Er3+ and Yb3+ ions, the red radiation is dominant while it is excited by the violet light. But in the general fluorescent material, the green radiation is dominant because the multi-phonon relaxation occurs step by step. The strong cross relaxation process of Er3+ and Yb3+ ions is mainly responsible for enhancement of the red radiation intensity in the oxyfluoride glass ceramics. The increase of the red radiation intensity of Er3+ ions by the violet light excitation shows that the rare earth ions are doped into fluoride micro-crystals which are planted into oxide host in the oxyfluoride glass ceramics.     

以双包层光纤光栅为后腔镜的掺Yb3+双包层光纤激光器的研究

本文对LD泵浦以双包层光纤光栅为后腔镜的掺Yb3 双包层光纤(DCF)激光器进行了实验研究．采用相位掩模法直接在内包层为圆形的掺Yb3 双包光纤一端写制反射率约为0．2 dB的光栅,并用其作后腔镜, 以二向色镜为前腔镜构成了双包层光纤激光器．在1 054．6 nm处得到峰值半宽(FWHM)<0．1 nm的稳定单模激光输出,并对试验结果进行了理论分析．     

Study on relaxation oscillation of Er^3＋/Yb^3＋ co-doped phosphate glass optical waveguide laser

Based on the principle and fabrication of the optical waveguide laser, and through the configuration of the energy level of Er^3＋/Yb^3＋. co-doped system, the time-dependent rate equations are formed and then solved by Runge-Kutta algorithm. The dynamic characteristic of the waveguide laser pumped unidirectionally by 980 nm LD is analyzed. The curves of the relaxation oscillation are drawn, showing that the photon number and inverted population vary alternately. The attenuation characteristic of the peak power is studied. It is gained that time constant changes with pump power, length of waveguide and the reflectivity of output mirror. Furthermore, the impact of the above three parameters on the frequency and end-time of relaxation oscillation is discussed. The frequency of relaxation oscillation is proportional to the pump power. Under high reflectivity conditions, the length of waveguide has a weak impact on the frequency. The end-time decreases as the three parameters increase. These features and results provide a theoretical basis for designing the Er^3＋/Yb63＋. co-doped phosphate optical waveguide laser.