基于法布里-珀罗半导体激光器实现高重复频率光脉冲的时钟分频

实验研究了重复速率为6.32 GHz的光脉冲注人法布里-珀罗(Fabry-Perot)半导体激光器实现3.16 GHz光脉冲输出的时钟分频现象,讨论了 Fabry-Perot半导体激光器的偏置电流、注入光功率、注入光光谱以及光谱线宽等因素对时钟分频的影响.利用光注入半导体激光器产生的周期二振荡非线性动力学特性.实现了高重复速率光脉冲的时钟分频.研究表明,当注入光的光谱较窄且锁定Fabry-Perot半导体激光器某一纵模时,在较低的偏置电流和一定的注入光功率时,时钟分频才能发生.采用半导体激光器的速率方程.通过数值模拟,研究了半导体激光器的偏置电流和线宽增强因子以及注入光功率对时钟分频的影响,所得结果与实验结果相吻合.     

国产全光纤结构激光器实现245 W高功率激光输出

 以国产掺镱光纤为增益介质,利用国产泵浦源和光纤器件,构建了主振荡功率放大（MOPA）结构的全国产大功率全光纤激光器。激光器包括10 W种子激光器和高功率放大器两部分。在注入最大泵浦功率为356 W时,获得了245 W波长1 080 nm激光的稳定输出,光-光效率为69%。激光器单次连续出光时间约30 min,功率稳定性在1%以内。目前激光器输出功率受限于泵浦功率,增加泵浦源的数目有望进一步提高输出功率。     

热效应对激光器光束质量的自适应调整技术

在固体激光器中,热效应会同时影响抽运光和振荡光的空间分布。研究表明,对于端面抽运固体激光器而言,通常存在一个特定的抽运功率区间,使抽运光与基模振荡光在热效应的作用下,在增益介质内部高度重合,激光器的抽运光效率和光束质量得到大幅度提升。利用这一特点,设计了一种激光器,在抽运功率为105~115 W时,实现了抽运光与基模振荡光空间分布的高度重合,激光器光束质量因子小于2.3。在此区间外,激光器光束质量因子迅速增加到3以上。提出了一种计算上述抽运功率区间的优化算法,在端面抽运固体激光器中,可以快速寻找到理想的抽运功率区间,并与上述实验进行对比,结果表明使用该方法寻找到的抽运功率区间与实验所得到的区间高度吻合,相对误差低于5%,可靠性高。     

高功率双包层光纤激光器受激拉曼散射和热效应的理论研究

 受激拉曼散射和热效应会限制光纤激光器功率的提高。利用高功率光纤激光器的速率方程和热传导方程，理论研究了双端泵浦和分布泵浦下双包层光纤激光器的受激拉曼散射和热效应，得到了光纤中的泵浦光、激光和斯托克斯光的功率分布，光纤激光器的输出特性以及光纤中的温度分布。分析表明，当泵浦功率增大到一定值时，光纤激光器中出现SRS，一部分激光功率会转移给斯托克斯光，影响激光功率进一步提高;与双端泵浦方式相比，分布泵浦下光纤激光器的斜率效率和最大输出功率相差不大，但是，光纤中的温度分布被有效地降低，因此，分布泵浦方式更为有效。     

基于单片机的LD控制系统的设计

为了实现激光器稳定、可靠和准确的功率输出,介绍一种基于单片机实现半导体激光器功率高稳定的控制系统。该系统以MSP430单片机为核心,根据半导体激光器的工作原理,设计了受控恒流源、温度控制系统和光功率反馈系统等部分。此外,系统还具有激光功率的实时控制、显示和设置以及软开关和软保护等功能。功率稳定采用光功率反馈法,温度控制采用高精度PWM驱动的半导体制冷器。光功率稳定度优于0.25%。     

全光纤结构高功率主振荡功率放大型单频光纤激光器

研制了一台全光纤结构主振荡功率放大型掺镱单频光纤激光器。该光纤激光器包括种子激光器和级联放大器两部分。种子激光器是自行搭建的环形腔结构的单频窄线宽光纤激光器。在976 nm半导体激光器泵浦下,能够输出线宽为10 MHz量级、波长为1 079.88 nm的单频光,激光功率为10.02 W,光-光转化效率为58.9%,斜率效率为65.3%。     

基于精确延时控制的脉冲激光功率合成研究

介绍了脉冲固体激光器时域上的功率合成原理。为了实现多台脉冲固体激光器时域上的高精度功率合成,通过分析影响多台激光器之间时域上的同步合成效率的因素,采用了负反馈精确延时的控制方式对脉冲激光器出光时间进行精确控制。通过仿真和实验结果,验证了脉冲固体激光器功率合成方法的可行性,实现了三台激光器精度小于1ns的高精度激光功率合...     

分布式抽运连续光纤激光器研究

为了避免高功率光纤激光器中光纤端面出现热效应问题,依据多点级联结构的耦合器,对分布式抽运的光纤激光器进行了研究。首先,介绍了实验室自主研制的级联耦合器。然后,分析了耦合器插入对光纤激光器的影响。最后,选用自制的耦合器搭建了分布式抽运的光纤激光器。实验结果表明:对耦合器插入损耗的研究,能够促进高功率级联耦合器的实现。在光纤激光器结构中,975 nm泵浦功率注入1.1 k W时,1 080nm激光功率输出为770 W,光-光转换效率为77%。在主控振荡功率放大结构中,激光功率输出为635 W,放大级的光-光转换效率为78%。分布式抽运方式可以使泵浦光多点注入,避免了热量的集中,能够获得千瓦级的激光功率输出。     

锥形太赫兹量子级联激光器输出功率与光束特性研究

针对锥形太赫兹量子级联激光器, 利用有限差分波束传播法和速率方程法, 建立了准三维的太赫兹有源器件仿真模型, 能够对具有轴向非线性波导结构的激光器进行模拟. 利用此模型, 研究了锥角大小对激光器输出光功率及光束质量的影响. 仿真结果表明, 考虑到器件之间的光耦合效率, 为了达到最大的有效输出光功率, 锥形太赫兹量子级联激光器的锥角存在一个最优值.     

输出功率稳定的二级喇曼光纤激光器特性

提出一种输出功率稳定的二级喇曼光纤激光器,从理论分析角度探讨了它的特性.结果表明:由于在抽运光的二级斯托克斯光频附近的自发辐射光的钳制作用,激光器的一级和二级输出功率几乎都不受抽运功率波动的影响,从而降低了抽运光低频相对强度噪音转移;激光器输出的一级和二级斯托克斯光功率都很稳定,并且通过调节激光器结构中的可变衰减器,可以有效控制一级、二级激光的输出功率以及它们的比值.这些特性表明该喇曼光纤激光器很适合于作为喇曼光纤放大器的抽运源.     

激光发明四十年

扼要介绍了激光的发明、特点和激光器的发展,及激光的一些重要应用     

互变异构激光染料奇通红发光特性研究

本文报道应用微微秒脉冲技术测量奇通红染料荧光寿命,发现该体系荧光衰减呈现双指数衰减形式,证实了奇通红染料分子的互变异构特性.     

LD泵浦Nd:YVO4/LBO单频671 nm激光器

利用半导体激光器(LD)端面抽运位于四镜环行腔中的Nd:YVO4晶体,保证激光器单频运转的腔内光学单向器由TGG和λ/2波片构成.腔内倍频晶体选用Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体,我们获得了输出功率为360 mW,波长为671 nm的单频红光.     

Aortic elastin fluorescence afterin vivo labeling with Congo red

Congo red (CR) is an azo dye which not only preferentially binds to elastin, an extracellular matrix protein found in the media of arterial vessel walls, but also fluoresces when it binds to this protein. Protein solubilization data following laser irradiation of elastin:CR suspensions determined that the amount of elastin solubilized by laser irradiation increased with the increase in CR. The saturation point of CR to elastin was attained when 400 g CR was added to 20 mg elastin suspension. When 20 ml of a 5% CR solution in 5% dextrose was administered intravenously, the CR was absorbed in levels sufficient to produce fluorescence of the main arteries in rabbits. Layers of tissue both in the media of the vessels and at the endothelial/intimal interface were clearly differentiated. Therefore, the elastin:CR complex appears to be an ideal system in which the elastin fluorescence could aid in distinguishing between normal and diseased tissue in certain pathological conditions, such as atherosclerosis and some types of breast tumors.     

High Efficient LD-pumped Nd:YVO4/ LBO Red Laser

A design of high efficient LD-pumped Nd:YVO4/LBO red laser was reported in this paper. For the first time, type-I critical phase-matched LBO was used for 1.342 μm intracavity frequency-doubling to obtain 671 nm red laser. With 760 mW incident pump power, 78 mW TEM00 mode red laser output was obtained, the optical-to-optical conversion up to 10%. Measurements showed the beam divergent angle less than 0.5 mrad, polarization degree more than 100:1 and power instability in 48 hours less than ±2%.     

轴向隐失波激励的回音壁模式光纤激光器

采用轴向隐失波激励增益的方式,使激光增益区域局限在光纤回音壁模式的模场区域内,显著地降低了回音壁模式光纤激光辐射的抽运阈值,由此形成一种低阈值的回音壁模式光纤激光器.在微焦耳量级的低抽运能量条件下,用回音壁模式光纤激光器研究了激光染料的浓度效应.实验结果表明,随着激光染料浓度的增加,回音壁模式激光辐射的波长向长波方向移动,激光波长范围变宽.用回音壁模式染料激光的四能级模型得到激光上能级和所有能级上的分子数比值γ(λ)曲线后,很好地解释了实验结果.低抽运阈值的回音壁模式光纤激光器,为研究液体激光现象提供了极为便利的手段.     

670nm电光调Q陶瓷激光器

为了进一步研究Nd∶YAG陶瓷激光器的红光波段,研制了一台重复频率为1 000 Hz的670 nm电光调Q Nd∶YAG陶瓷激光器.采用三个激光二极管列阵侧面抽运掺杂浓度为1.1at%、尺寸为Φ3×50 mm2的Nd∶YAG陶瓷晶体,根据实验测量的陶瓷晶体热透镜焦距,优化设计了折叠腔的各个参量,并对陶瓷晶体及倍频晶体热...     

LD侧泵Nd∶YAG/S-KTP腔内倍频高功率660nm连续红光激光器

报道了LD侧面泵浦Nd∶YAG/S-KTP腔内倍频高功率660nm连续红光激光器。泵浦组件（呈三角形等间距分布）由9个20W的激光二极管组成，最大泵浦功率为180W。通过对谐振腔参数进行优化设计，用LD连续抽运3mm×65mm Nd∶YAG激光棒时，获得了波长为1319nm的基频光振荡。利用S-KTP II类临界相位匹配腔内倍频技术，当泵浦电流为22A时，获得了6.8W的连续红光激光输出，光-光转换效率为4.3％。     

高重复频率Nd∶GdVO4/LBO红光激光器

采用侧面泵浦Nd∶GdVO4晶体的方式,利用I类相位匹配LBO（LiB3O5）晶体进行腔内倍频。腔型采用平凹直腔,利用软件模拟优化谐振腔腔镜曲率半径、腔长以及晶体放置位置等参数,在最大注入电功率750 W时获得9.7 W的671 nm光输出,重复频率10 kHz,发散角7.9 mrad,电-光转换效率约为1.3%。     

输出功率5.2 W的全固态连续单横模671 nm红光激光器

设计了全固态连续单横模671 nm红光激光器.利用880 nm LD双端端面泵浦Nd:YVO4复合晶体,实现了均匀泵浦并改善了激光晶体热效应;考虑到影响倍频转化效率的各种因素,优化设计了Z字形四镜激光谐振腔,采用I类临界相位匹配晶体LBO作为腔内倍频晶体;当泵浦功率为42.5W时,获得了5.2W的连续单横模671 nm红光输出,光-光转化效率达到12.2％,激光器长期功率稳定性优于±2.5％(1 h).