钛宝石端面泵浦Yb~(3+):YAG激光器输出功率的理论分析

从准三能级速率方程出发,模拟分析了940 nm钛宝石激光端面泵浦Yb3+:YAG输出1 030 nm激光的性能.在此过程中,着重考虑了泵浦光的吸收饱和以及Yb3+的自吸收损耗.结果表明:由于输出波长在1 030 nm附近的Yb3+:YAG晶体存在严重的自吸收损耗,入射功率必须足够强时才能有激光输出,因此激光器的阈值较高;同时,自吸收损耗与Yb3+离子浓度、晶体厚度有关,存在最佳的晶体厚度和Yb3+离子浓度,使激光器的输出功率最大.泵浦光的吸收饱和使激光器运转时激光下能级的粒子数减少,吸收系数下降,相同入射泵浦功率时,激光器的输出功率较低.     

正交线偏振激光器原理与应用(Ⅰ)--正交线偏振激光的产生机理和器件研究

激光诞生后,出现了两种正交偏振激光器:Zeeman双频激光和四频环形激光陀螺. 而由两个反射镜构成谐振腔的激光器、即驻波激光器,其内放入双折射元件时的物理效应和应用却成为空白. 综述了过去十几年国内外,特别是研究了正交偏振驻波激光原理和器件方面取得的进展. 首先,导出激光频率分裂的公式,并利用了几乎全部的量子光学现象(各种双折射元件及其物理效应)实现了驻波激光器正交线偏振激光振荡. 这些量子光学现象有:晶体石英双折射效应、方解石双折射效应、应力(光弹)双折射效应、光电双折射效应等. 其次,实验中观察发现了若干激光物理现象,如晶体石英旋光性造成的频率分裂畸变,强模竞争发生时的两频率间隔,频率分裂的越级等. 再次,由于原理的限制,传统的Zeeman双频激光器输出的频差不可能大于3?MHz. 为了解决这一问题,实验室制成了几种原理的正交偏振双频激光器件:可输出40?MHz到几百MHz频差的双折射双频激光器;可输出从1?MHz到几百MHz频差的双折射-Zeeman双频激光器和双双折射双频激光器;输出巨大频差(几个GHz)的LD泵浦YAG双折射双频激光器;纵模间隔约为c/4L(普通激光器为c/2L)的激光器等.     

利用两台独立激光器的拍频方法监测激光频率的锁定

采用两束独立激光拍频的方法,利用中心波长为780 nm的TOPTICA半导体激光器作为参考光对另一台中心波长为780 nm的MOGLABS半导体激光器锁定频率的稳定性进行监测.为了获得最优的拍频信号,对拍频条件进行了观测,分析了待测激光的光强、待测激光束与参考激光束的夹角及其偏振方向夹角对拍频信号的影响.在拍频信号最优的情况下,得到拍频信号的漂移量为1.804 MHz,可以认为待测激光的锁定频率是比较稳定的.拍频的方法为激光频率的锁定提供了一种有效的监测手段.     

基于多波长激光器和MZ干涉仪的可调谐可重构微波光子滤波器

提出了1种基于波长间隔可调谐多波长激光器和MZ干涉仪的微波光子滤波器.光子晶体光纤(PCF)Sagnac环滤波器具有波长选择的功能,使激光器产生多波长.向PCF的一个大空气孔中填充甘油,调节温度,改变PCF的双折射,能够使激光器产生不同波长间隔的激光.该激光器作为微波光子滤波器的光源,通过连续调节输出激光的波长间隔,可使滤波器具有不同的自由频谱范围(FSR),实现了滤波器的连续可调谐.当温度的变化范围为25-120℃时,仿真测得,FSR的变化范围为2.33-10.54 GHz.此外,通过调节MZ干涉仪两臂的臂长差,改变载波系数,使滤波器通带具有不同的主旁瓣抑制比和3 d B带宽,频率响应形状发生明显变化,实现了滤波器的可重构特性.     

五磷酸镧钕激光晶体的放大增益及损耗的测量

前言用 NdLaPP 激光晶体作工作物质的激光器,有阈值低,效率高,体积小及价格便宜等优点。用它做成的小型激光器,已有广泛的应用。由于 NdLaPP 晶体受外力后易损坏,所以直接用水冷却激光器内的晶棒是十分困难的。又因 NdLaPP 晶体导热性能较差,所以也难以用它做成高重复率激光器或激光放大器。但我们用 NdLaPP 作工作物质研制成的低重复率激光器和激光放大器却得到了较好的结果。本文报道对用普通脉冲氙灯研     

532 nm激光脉冲抽运的钛蓝宝石增益开关激光器

采用Nd∶YAG调Q倍频激光器抽运钛蓝宝石(Ti∶Al2O3)晶体,实现钛蓝宝石激光器的增益开关运转.当用脉宽为32 ns,能量为21 mJ的532 nm绿光脉冲抽运时,在5 cm腔长情况下,获得比抽运光脉冲窄的15 ns脉宽的激光脉冲,脉冲能量为0.86 mJ,激光中心波长为780 nm.理论上,从速率方程组出发,计算输出激光的脉冲宽度,研究激光器抽运能量、腔长及腔结构对输出特性的影响.     

1319nm与660nm双波长Nd:YAG激光器的研究

为研究获得高功率红光的有效方法,研制了一种准连续输出1319nm与660nm双波长Nd:YAG激光器.文中分析了波长1319nm激光的辐射跃迁能级,论述了抑制1064nm激光的生成从而提高1319nm激光输出等关键技术,研究了光学镜片的镀膜参数与腔型结构,实现1319nm激光连续输出最高功率43W,以1319nm激光为基频,置入KTP晶体内腔倍频,并设置声光Q开关,获得660nm红光准连续输出2W,实现1319nm与660nm双波长输出.     

LD抽运Nd∶YAG复合腔双波长激光器

研究激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YAG三镜复合腔激光器的1 064,946 nm双波长激光连续运转.在满足双波长激光振荡阈值相等的条件下,考虑Nd∶YAG晶体的热透镜效应,数值计算1 064,946 nm两个子腔的腔长、输出镜透过率之间的关系.结果表明,当Nd∶YAG晶体中抽运光,1 064,946 nm激光的光束半径达到合理匹配时,两个子腔的输出镜透过率之间有确定的关系.选取合适的复合腔结构参数,当抽运功率为9 W时,可同时获得1.1 W的1 064 nm激光,以及500 mW的946 nm激光输出.     

光子晶体光纤反常色散区的频率转换实验研究

利用自制的高非线性光子晶体光纤进行了飞秒激光脉冲传输实验,研究了在不同功率、不同输入波长下高非线性光子晶体光纤的频率转换现象。当输入激光脉冲的中心波长位于光子晶体光纤反常色散区800nm处时,输出光谱向短波方向展宽,其产生的反斯托克斯波强度随输入功率增强逐渐增强;当输入激光脉冲的中心波长在反常色散区不同波长下时,光纤的频率转换效率不同,越接近零色散波长,转换效率越大,当输入脉冲中心波长为760nm时,产生的反斯托克斯波的中心波长为465nm,其强度是抽运波剩余强度的8.1倍,转换效率高达90%。     

高转换效率绿光激光器的实验研究

用半导体激光器阵列对称式侧向泵浦Nd:YAG激光棒,改善了基频光质量.同时,提高了KTP倍频晶体的转换效率.其效果明显优于半导体激光器端面泵浦或普通氪灯侧向泵浦方式.通过实验测量到普通氪灯泵浦方式中基频光的平均直径为2.33 mm,LD阵列对称泵浦方式中基频光的平均直径仅为1.22 mm,并且呈现标准的高斯分布,形成了高亮度激光输出.实验研究了Nd:YAG调Q固体激光器的重复频率对KTP倍频晶体转换效率的影响.并且,在基频光平均功率11.2 W时,经KTP晶体倍频产生5.11 W的532 nm绿光输出,光-光转换效率达到45.6%.     

基于频率分析的激光多普勒微小振动测量

研究振动幅度小于激光半波长的微小振动的测量方法.利用自己混合型半导体激光器的特点,大大简化了干涉系统的光路结构.同时,根据激光多普勒振动测量原理,分析了在波数σ＜1后采用频率分析方法测量的合理性,并实测了小到 90 nm的超声微小振动.实验结果表明,当最大多普勒频率等于振动频率时为该方法的测量极限.     

基于PPLT晶体的瓦级中红外光参量振荡器研究

采用脉冲电场畴反转技术制备了长40mm、厚1mm、周期为28.6μm的钽酸锂超晶格（PPLT）晶体。利用工作波长在1.064μm的Nd：YAG激光器作为抽运光源,未镀膜的PPLT晶体作为非线性工作介质,实现了一台输出信号光波长在1.48gm、闲频光波长在3.8gm的光参量振荡器.在抽运功率为20w,调Q频率为5.1KHz时得到3W的信号光功率输出,中红外光功率大于1.2W,波长调谐范围超过200nm。进一步优化光参量振荡器元件参数,红外激光输出功率还能有较大提高。     

正交线偏振激光器原理与应用（I）——正交线偏振激光的产生机理和器件研究

激光诞生后，出现了两种正交偏振激光器：Zeeman双频激光和四频环形激光陀螺．而由两个反射镜构成谐振腔的激光器、即驻波激光器，其内放入双折射元件时的物理效应和应用却成为空白．综述了过去十几年国内外，特别是研究了正交偏振驻波激光原理和器件方面取得的进展．首先，导出激光频率分裂的公式，并利用了几乎全部的量子光学现象(各种双折射元件及其物理效应)实现了驻波激光器正交线偏振激光振荡．这些量子光学现象有：晶体石英双折射效应、方解石双折射效应、应力(光弹)双折射效应、光电双折射效应等．其次，实验中观察发现了若干激光物理现象，如晶体石英旋光性造成的频率分裂畸变，强模竞争发生时的两频率问隔，频率分裂的越级等．再次，由于原理的限制，传统的Zeeman双频激光器输出的频差不可能大于3MHz．为了解决这一问题，实验室制成了几种原理的正交偏振双频激光器件：可输出40MHz到几百MHz频差的双折射双频激光器；可输出从1MHz到几百MHz频差的双折射-Zeeman双频激光器和双双折射双频激光器；输出巨大频差(几个GHz)的LD泵浦YAG双折射双频激光器；纵模问隔约为c／4L(普通激光器为c／2L)的激光器等．     

半导体二极管泵浦在固体激光器中的应用

DPSSL（Diode Pump Solid State Laser）二极管泵浦固体激光器，利用输出固定波长的半导体激光器代替了传统的氪灯或氙灯来对激光晶体进行泵浦。是近年应用较广的新型激光器。本文介绍了激光二极管列阵的要求、封装结构，半导体二极管泵浦固体激光器的应用优势、发展方向、技术特点等。     

高功率可调谐超短激光脉冲

用高重复频率的准分子(Xecl)激光器泵浦染料可调谐激光器的腔倒空输出,进行二级超短脉冲放大。染料可调谐激光器是由锁模氩离子激光器泵浦,得到了峰值功率为8.5Mw,脉冲重复频率100Hz,波长从5780(?)到6150(?)可连续调谐,脉宽为微微秒的激光输出。     

基于高双折射光子晶体光纤与光栅对的微波光子滤波器

提出并通过仿真验证了1种基于高双折射光子晶体光纤(HB-PCF)与光栅对的微波光子滤波器.以多波长光纤激光器作光源,通过改变填充温敏液体的HB-PCF周围温度,使HB-PCF具有不同的双折射.随着HB-PCF双折射率的连续变化,激光器输出了不同波长间隔的激光,使微波光子滤波器具有不同的自由频谱范围,当温度的变化范围为20-80℃时,FSR的变化范围为18.62-25.98 GHz,从而实现了连续可调谐.通过引入单模光纤与光栅对级联,改变光栅对的反射系数和掺铒光纤的增益,使滤波器的主旁瓣抑制比提高到33 d B,Q值可达到1 553,有效地提高了滤波器的频率选择性.     

基于氧化石墨烯掺铒光纤锁模激光器的研究

论文报道了基于氧化石墨烯可饱和吸收体掺铒光纤锁模激光器的研究.实验过程中将氧化石墨烯分散到PVA醇解物中,制成了氧化石墨烯-PVA薄膜,并将该薄膜作为饱和吸收体应用于掺铒光纤激光器中,实现了稳定的锁模运转.激光脉冲的重复频率为9.26MHz,中心波长为1 531.30nm,3dB带宽为1.38nm,激光脉冲的宽度约为1.78ps.     

自由电子激光器(摘要)

随着现代科学技术的发展,需要研究、应用从厘米波到X射线、Y射线波段上各种波长和各种功率的激光。但是以粒子数反转和非线性光学效应为基础的普通激光器,一般只能产生某一特定波长的激光,而且功率还不够强。所以无论在波长方面,还是对功率的要求方面,都还远不能适应生产和科研对激光技术的要求。近几年来,一种名为“自由电子激光器”的激光器件,在理论和实验两方面都得到了较好的研究成果。理论上讲,它似乎可以得到上述波段上任意波长的激光,且功率也可相当强,展示了它的广阔前景。所谓自由电子激光器是把从高能电子加速器得     

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...     

新型掺杂过渡金属离子可调谐激光晶体研究的现状与展望

固体可调谐激光器在科学研究、医学、测量学、测试技术、超快脉冲激光器以及通讯等领域有着广泛的应用。其核心部件为可调谐激光晶体,晶体的物理性质和光学性质直接决定了激光器的性能。常见可调谐激光晶体的掺杂离子分为两类,稀土离子和过渡金属离子。综述性报道了以过渡金属离子掺杂介质的新型可调谐激光晶体的光谱特性、激光特性及其近期应用进展。