外腔式双波长喇曼激光器的耦合波理论

为了对基于喇曼晶体的主要喇曼频移模和次级喇曼频移模的外腔式双波长喇曼激光器进行理论分析，采用光场的波动方程和喇曼晶体中振动波的阻尼谐振子波方程推导出了描述基频光、喇曼光1和喇曼光2的耦合波方程组，通过引入归一化参量对耦合波方程组进行了归一化，并数值分析了输出镜反射率和归一化参量对外腔式双波长喇曼激光器性能的影响。结果表明，选择对主要频移模反射率小于0.5且对次级频移模反射率大于0.5的输出镜、两个喇曼振动模的增益系数相差不大的喇曼晶体，适当提高入射基频光的脉冲宽度可以提高次级喇曼频移模的转化效率，可实现有效双波长运转。所提出的归一化耦合波理论可以作为分析外腔式双波长喇曼激光器的辅助工具。     

1455nm光纤喇曼激光器研究

研制完成了以掺锗光纤作喇曼增益介质、光纤布喇格光栅作谐振腔镜的1455nm光纤喇曼激光器.在1100nm抽运光的作用下,实现了五阶喇曼频移,并在1455nm波长处获得597mW的稳定激光输出,光光转换效率约为6.35%.     

多级受激喇曼线同时混频相位匹配角的计算

本文利用调Q红宝石高功率(200MW)脉冲激光器激发液态苯,获得高阶受激喇曼频移各谱线,然后经过KDP晶体混频,使各条受激喇曼线与基波,和各条受激喇曼频移线之间相互混频。在我们实验条件下以和频为例,观察到了粗略可调谐的混频光输出。文章重点计算了KDP晶体中混频实验装置的各条光线同时混频的相位匹配条件,     

组合式1455nm光纤激光器实验研究

实验测试了全光纤结构,1455nm组合式多级级联喇曼激光器的输出功率、输出光谱、光/光转换效率,经过5级喇曼频移,得到了600mW,1455nm激光输出,光光转换效率6％.     

1.54μm腔内喇曼激光器实验研究

喇曼激光器作为一种将基波频率转换成斯托克斯频率的高量子效率转换装置,实现激光频率的扩展,日益受到人们的重视。腔外喇曼频移过程,国内、外都有过充分的研究,而腔内喇曼频移激光器投入实际使用则只是近几年才发展起来。本文报道了脉冲Nd:YAG1.06μm基频经高压甲烷气体在封闭式激光腔内喇曼频移成1.54μm一阶斯托克斯脉冲输出的实验研究结果。     

喇曼频移中甲烷气压对1.54μm喇曼散射红外激光输出功率下降的影响分析

在实际使用中,喇曼激光器工作4年至5年,其红外激光输出功率会明显下降(下降幅度可达到50%～70%).本文在理论上阐述了工作气体甲烷的漏气现象以及气体光分解反应是激光输出功率下降的主要原因.实验表明,随着甲烷气压的增高,喇曼频移中高阶斯托克斯光将会增强,从而抑制一阶斯托克斯光,同时甲烷气体在实验中产生光分解反应并在喇曼窗口产生沉淀污染,这些均极大地降低了输出激光的效率.针对以上问题,考虑提高喇曼盒的制作工艺以提高其密封性能,减少漏气现象,同时加入缓冲气体(如H2,He,Ar)以在一定程度上抑制甲烷的光分解反应.     

以光雷达系统测量大气温度

美国国家航空与宇宙航行局的刘易士研究中心正在进行大气温度的遥测工作。这种光雷达系统从大气中预定距离上返回的两部分喇曼频移回波的样品。该系统使用一台脉冲红宝石激光器,二个窄带干涉滤光片,以及二个光电倍增管;每一个供一部分喇曼频移回波使用。可由样品的相对强度获得绝对温度,精确度为3 ℃,距离分辨力为5米。目前是在约100米的距离上提取样品。     

光声喇曼光谱中线性光声信号的影响

本文探讨了光声喇曼光谱中线性光声信号对灵敏度、探测极限和频移的影响，导出了连续和脉冲光声喇曼光诸中线性光声信号的普适表达式，进而导出了光声喇曼光谱的信噪比和探测极限，理论值与实验值基本一致     

高级受激喇曼散射功率、脉宽及光混频观察

本文用Q开关红宝石激光器,对受激喇曼散射功率、脉冲宽度和光混频进行了观察.在本实验中,把受激喇曼光输出到KDP晶体进行了和频和差频实验.     

光声喇曼光谱中线光声信号的影响

本文探讨了光声喇曼光谱中线性光声信号对灵敏度，探测极限和频移影响，导出了连续和脉冲光声喇曼光谱中线性光声信号的普适表达式，进而导出了光声喇曼光谱的信噪比和探测及限，理论值与实验值基本一致。     

非稳腔1.06μm激光输出喇曼频移实验研究

本文报道了1.06μm非稳腔激光输出经高压甲烷喇曼频移的实验研究结果。重点比较了喇曼激光和1.06μm泵浦激光的光束质量。     

Multi-wavelength Raman fiber laser with 2- and 3-stage cavities in a phosphosilicate fiber

We report on the simultaneous Raman lasing of three wavelengths at 1428/1454/1495 nm in a single P-doped optical fiber, by use of the stimulated Raman scattering of both P₂O₅ and SiO₂/GeO₂. The laser is formed with fiber Bragg grating cavities and the destination laser wavelengths are obtained through respective two- and three-stage Raman cascading processes for efficient wavelength conversion. Thermally controllable power ratios between the wavelengths have been realized by temperature detuning the most efficient 2-stage resonant wavelength at 1495 nm. With a comparable power level at each wavelength, the maximum total power achieved in our multi-wavelength Raman laser is 2.87 W in a fiber length of 700 m pumped with a 20 W double clad Yb fiber laser.     

Tapered waveguide semiconductor raman laser

Semiconductor Raman laser can act as a heterodyne demodulator of terahertz-band modulated light wave signals in wideband optical communication systems. We have been developing the semiconductor Raman laser with a waveguide structure composed of a GaP core and Al_xGa_1?xP cladding layers. The tapered waveguide structure can reduce the threshold pump power by increasing the internal pump power density. Fabricated tapered waveguide semiconductor Raman laser have shown the threshold pump power of 160 mW. Discussion is made on the origin of losses as well as the limit of the low pump power operation.     

GaInAsP/GaInP/AlGaInP MOCVD-grown diode lasers emitting at 808 nm

The MOCVD epitaxy has been used to grow the GaInAsP/GaInP/AlGaInP laser heterostructures with a narrow symmetric waveguide and broad asymmetric waveguide. Mesa stripe 100 μm aperture diode lasers emitting at 808 nm were manufactured. It is shown that a SiO₂/Si dielectric mirror coating of Fabry-Perot faces of Al-free semiconductor lasers does not result in catastrophic optical mirror damage. It is found that the maximum optical output power of Al-free diode lasers is limited by catastrophic optical damage of the laser heterostructure. Maximum values of optical output power of 5.1 and 9.9 W have been attained in diode lasers with a narrow symmetric waveguide and broad asymmetric waveguide, respectively.

     

远程激光拉曼光谱探测系统前置光学系统设计

为实现远程物质高空间分辨力的拉曼光谱探测,设计了共孔径远程激光拉曼光谱探测系统的前置光学系统。光学系统采用共孔径结构,实现了激光发射系统、拉曼光收集系统及微区成像系统的共孔径、共光轴。设计的光学系统能够对激光进行聚焦以缩小激光光斑尺寸,使系统具有优于0.125 mrad的空间分辨率。该拉曼光收集透镜有效通光口径为50 mm,拉曼散射光在耦合透镜焦平面上的像高小于25m,可以与50m狭缝宽度的光谱仪进行空间光耦合,也可使用50m芯径的光纤来耦合光学系统与光谱仪。该系统可用于远距离物质的激光聚焦、拉曼光谱探测及微区成像。     

利用SBS调Q的喇曼频移Nd:YAG激光器研究

对采用SBS调Q产生喇曼频移输出的激光器进行了理论分析,并对实验结果与染料调Q时的输出进行了对比,提出了改进该种激光器性能的方法。     

百瓦级1.2/1.5 μm双波长金刚石拉曼激光器（特邀）

具有高功率、高光束质量的双波长激光器在精密光谱、共振干涉测量和激光雷达等领域有着重要的应用。但是受到激光工作物质固有的光谱和增益特性制约,通过传统的粒子数反转激光器难以直接获得高功率的双波长激光输出,因此通常需要结合非线性光学频率变换技术将常规的单一波长高功率激光拓展至一个或若干个特殊波段。受激拉曼散射作为一种三阶非线性效应,具有频移大、自相位匹配和光束净化等优点,是实现高效率、高光束质量波长转换有效手段。利用具有宽光谱透过范围（>0.23 μm）、超高热导率（>2 000 W·m?1·K?1）和大拉曼频移（1 332 cm?1）等优异特性的金刚石晶体作为拉曼增益介质,通过外腔振荡结构实现了1 μm泵浦光直接向1.2 μm和1.5 μm双波长激光的高效转换,在最高稳态泵浦功率414 W的条件下获得了1.2 μm和1.5 μm功率分别为72 W和110 W的输出。该研究为实现高功率的双波长激光输出开辟了新的途径。     

光轴位置及腔镜变形对多折腔输出特性的影响

本文研究在高功率横流CO2激光器多折腔中,影响光轴位置的几个因素及对输出特性的影响,并用实验方法确定了多折腔的最佳光轴位置。研究了多折腔中反射镜产生形变的原因,并从谐振腔参数出发,找到了克服这类腔型反射镜形变对输出特性影响的措施。     

基于扫描激光器和光放大的100 km光纤布拉格光栅传感系统

提出了对基于扫描激光器的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统进行掺铒光纤(EDF)/双波拉曼混合放大的方法,大幅度提高了该光纤布拉格光栅传感系统的传输距离。该方法以高功率扫描激光器作为光源,采用双波长拉曼放大的方法对信号进行低噪声双向放大,再利用系统中间的两段掺铒光纤,将剩余的拉曼抽运功率用来产生自发辐射光和放大传感信号,使得整个系统能在超长的传感距离上获得良好的信噪比(SNR)。实验表明使用一台扫描激光传感分析仪、一只170mW的拉曼抽运和一只2W的拉曼抽运,可以使传感距离达到100km以上,并且传感系统的光纤布拉格光栅反射信号均能获得超过7dB的良好信噪比,从而实现在超长距离上的光纤布拉格光栅传感。     

High power ns FIR Raman pulses in NH3 pumped by a short pulse tail-free CO2 oscillator

By using a short pulse CO₂, tail free, broadband laser it is possible to produce a compressed, high power FIR pulse in a pure Raman system when a suitable pressure and Raman cell length are used. In this way we have obtained 4ns (70KW) emission around the sR(3,0) NH₃ line pumped by 130 mJ (23ns) 9P20 CO₂ line. More resonant transitions can be also compressed at a suitable high pressure also if they show a large optical pumping and cascade processes at low pressure.