提供短波长激光的高功率谐波HF激光器

科罗拉多州Helios公司利用非基波跃迁研制出一种化学激光器,在1.30μm波段上运转,输出200W连续波激光。在HF激光器中,粒子数仅转是靠双原子氢和氟之间的化学反应实现的,而辐射是当HF分子从一个振转态下降到另一个振转态时产生。     

1.3kW拉曼光纤激光器

<正>近年来,高功率光纤激光器发展迅速。1μm波段对应的掺镱光纤激光器,近衍射极限输出功率可达20kW,多横模输出功率可达100kW。此外,2μm波段的掺铥光纤激光器和1.5μm波段的掺铒光纤激光器输出功率分别达到了1kW和0.3kW量级。尽管如此,这些光纤激光器的输出波长,因稀土离子能级跃迁的限制,仅能覆盖有限的光谱范围。基于光纤中受激拉曼散射效应的拉曼光纤激光器是拓展光纤激光器波长范围的有效手段,目前报导的最高功率为数百瓦量级。     

脉冲氖激光器

脉冲氖激光器是具有较高峰功率输出的气体氖原子激光器.跃迁发生在能级2P_1和1S_4之间,波长5401埃,呈绿色.由于氖原子体系激光跃迁能级固有特性的限制,只能以脉冲形式实现粒子数反转.为了     

纯石英光纤实现4.8μm激光输出

<正>中红外波段光纤激光器在通信、遥感和光电对抗等诸多领域中具有重要的应用价值，是国内外激光领域的研究热点。基于软玻璃光纤的稀土掺杂型激光器一直以来都是实现中红外波段输出的有效手段。但受限于软玻璃光纤的制备工艺和有限的稀土离子种类，传统的实芯光纤激光器在波长拓展和功率提升方面遇到了瓶颈，实现4μm以上激光输出困难很大。空芯光纤气体激光器的出现为中红外波段输出的实现提供了一种新途径。2019年，国防科技大学基于充有CO₂气体的空芯光纤气体激光器获得了4.3μm波段的激光输出；2022年，国防科技大学进一步利用充有HBr气体的空芯光纤气体激光器实现了3.80～4.49μm波段宽调谐激光输出。     

光谱测量在化学激光器运转状态诊断中的应用

讨论了化学激光器产生激光的粒子数反转条件,给出了化学激光器反转粒子数浓度差随J值的变化情况。指出对于某一振动态存在截止波长量子数J0和最大光谱跃迁量子数Jm。通过化学激光器增益系数与光腔静温T和下上能级粒子数质量分数比Nx关系仿真计算分析,提出结合激光器光谱测量结果计算J0、Jm与光腔静温T和下上能级粒子数质量分数比Nx变化关系交点以实现化学激光器运转状态诊断的方法。结合实际HF化学激光器的光谱测试结果,给出了化学激光器光腔静温和下上能级粒子质量分数比。     

4.5 W中红外3.1 μm光纤气体激光器

在突破了高功率泵浦激光高效稳定耦合关键技术的基础上,利用～30 W的窄线宽1.5μm光纤激光放大器泵浦一段～8m长、充有300Pa乙炔的空芯光纤,实现了4.5 W的3.1μm波段中红外激光输出,这是目前中红外光纤气体激光器的最高输出功率,对应的光光转换效率(相对于泵浦源功率)约为14%。实验结果表明,光纤气体激光器具备输出高功率中红外激光的潜力。     

1.5μm半导体激光器绝对频率标准

基于NH_3分子在近红外波段振转能级跃迁机制,作者将1.5μm GRIN-ROD外腔InGaAsP BH激光器频率锁定到NH_3吸收谱线上,它的波长是15196。作为一个绝对的频率标准,该系统长时间的频率漂移和抖动小于1MHz。     

光纤气体激光光源研究进展及展望(Ⅰ):基于受激拉曼散射

空芯光纤为光与气体的相互作用提供了理想的环境,极大增强了气体的受激拉曼散射,大大降低了拉曼阈值。基于充气空芯光纤的光纤气体拉曼激光光源获得了快速发展,已经实现了从紫外到中红外波段的激光输出。简要介绍了光纤气体拉曼激光光源的基本原理和空芯光纤的发展概况,详细综述了光纤气体拉曼激光光源的研究进展,并对其发展的趋势进行了展望。     

双包层Er3+ /Yb3+共掺光纤激光器粒子数空间分布特性研究

针对双包层光纤激光器内包层和纤芯中光强的不同分布，基于速率方程，研究了不同泵浦方式下双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤激光器上能级粒子数的空间分布。结果表明：无论采用何种泵浦方式，沿光纤的径向，越接近于纤芯中心处，上能级粒子数越低；越接近于纤芯边缘，上能级粒子数越高。沿光纤轴向，激光输出端归一化的上能级粒子数总是少于非输出端归一化的上能级粒子数。     

10 W量级高功率中红外超快光纤激光系统中色散管理的仿真设计

超快光纤激光器具有结构紧凑、可靠性高和光束质量好等优点,在科学研究和工业生产上有广泛的应用。2～5μm波段的中红外超快光纤激光器在气体探测、激光手术与中红外对抗中具有巨大的应用潜力,已成为超快光纤激光器领域的一个研究热点,尤其是利用掺杂铒离子的氟化物光纤作为增益光纤的光纤激光器,其可利用常见的980 nm泵浦激光产生2.8μm波段的超快激光,是研究最为广泛的中红外超快光纤激光器系统之一。然而,2.8μm波段的超快光纤激光器无论是在平均功率还是在单脉冲能量上,都与国际先进的近红外波段超快光纤激光器存在较大差距。前期报道的2.8μm超快光纤激光器输出的最高平均功率约为1 W,单脉冲能量约为30 nJ,这极大地限制了中红外超快光纤激光在高灵敏度气体测量等领域的应用。针对这一问题,本文设计了一套基于掺杂铒离子氟化物光纤的多级啁啾脉冲放大系统,并对其进行了数值模拟,此系统可将脉冲平均功率放大到10 W量级,从而获得超过250 nJ的单脉冲能量。此系统输出的高能量中红外脉冲具有约400 fs的超宽脉冲宽度,脉冲峰值功率可达450 kW。     

锂的20.7毫微米强荧光促使研制极紫外激光器

由于发现了锂的20.7毫微米跃迁的强荧光,斯坦福大学的一个以S. E.哈里斯为首的研究组正在寻找一种基于这种跃迁的极紫外激光器。与以前提出的极紫外激光器的跃迁所不同的是，基态能级上锂的跃迁没有停止。斯坦福大学的研究组认为在锂中容易获得粒子数反转，因为所提出的激光跃迁的终端能级的粒子数比基态能级的粒子数少得多。     

自由电子激光器

自激光问世以来，人们所研制和使用的各种激光器的工作原理都是基于原子或分子能态间反转粒子数的跃迁；也就是由原子外层电子能态间反转粒子数的跃迁产生激光；x、γ激光则是企图利用内层电子能态间跃迁或核内跃迁，这类激光器由于跃迁的电子都是受到核力的束缚，所以，可统称作束缚电子激光器。     

光声效应用于光泵远红外激光器的研究

光泵远红外激光是气体分子转动能级之间的辐射跃迁。当气体分子吸收抽运的CO_2激光能量后,由振动基态被选择激发到高振动态的某一转动能级。它与相邻转动能级之间建立了粒子数反转。气体分子对CO_2激光能量的吸收是一种近共振吸收,频率失配一般在10兆赫之内。因此在调试连续光泵远红外激光器时,必须首先将CO_2激光频率调谐     

0.543μmHe—Ne激光上下能级粒子数密度的测量及动力学模型的计算

本文叙述了利用改进型吸收法测量0.543μm He-Ne激光上下能级粒子数密度的原理和方法,得出了上下能级间粒子数反转值随配比、总气压和放电电流的变化关系,找到了实现最大粒子反转数的最佳参数。根据激光能级的跃迁机理,提出了该激光器的动力学模型,进行了理论计算,并同实验测得的粒子数变化关系进行了分析对比。     

高功率拉曼光纤激光器技术研究进展

近年来,高功率拉曼光纤激光器技术发展迅速,输出波长范围覆盖可见光至中红外波段,最大输出功率超过千瓦。在功率提升方面,拉曼光纤激光器技术的发展脉络可概括为:激光振荡器、主振功率放大器和抽运/信号集成放大器。在重要科研应用的驱动下,高功率窄线宽拉曼光纤放大器技术得到显著发展。另外,高功率拉曼光纤激光器技术还有一些新的扩展,包括包层抽运、二极管直接抽运以及拉曼光纤激光合束等,未来发展潜力巨大。     

基于特种玻璃光纤的中红外拉曼激光器研究进展

高功率中红外光纤激光器在基础科学研究、大气通信、环境监测和国防安全等领域有着重要应用。拉曼光纤激光技术是实现中红外激光的一种重要手段,通过级联拉曼运转可在光纤透过窗口内输出任意波长激光。目前,以碲酸盐、氟化物或硫系玻璃光纤作为拉曼增益介质,研究者分别研制出工作波长为3.77μm的二级级联拉曼激光器和波长调谐范围覆盖2～4.3μm的中红外拉曼孤子光纤激光光源。最近,本研究组制备出一种具有高稳定性、高抗激光损伤阈值、大拉曼频移和高拉曼增益系数的氟碲酸盐玻璃光纤,并以其作为拉曼增益介质,先后实现了波长调谐范围覆盖1.96～2.82μm的中红外拉曼孤子激光以及～3μm处的"拉曼孤子雨",初步验证了该氟碲酸盐玻璃光纤在中红外拉曼光纤激光器方面的应用潜力。主要对国内外中红外拉曼光纤激光光源的研究进展进行了总结,介绍了碲酸盐、氟化物、硫系以及氟碲酸盐玻璃光纤材料的特点及相应的拉曼光纤激光器,并对发展趋势进行了展望。     

放电自加热铜卤化物蒸气激光器

铜原子蒸气激光器是建立在自限跃迁基础上的激光器。它是以其第一共振能级作为上激光能级,而以置于其下的亚稳能级作为下激光能级,在共振辐射俘获的条件下达到粒子数反转实现受激振荡的。     

2～5μm全固态中红外高功率光纤激光源研究进展（特邀）

2～5μm中红外波段激光在科学研究、生物医疗、通信等众多领域中都有重要的应用价值,一直以来都是激光领域的研究热点。主要对目前国内外高功率2～5μm全固态中红外光纤激光源的发展现状进行了梳理,包括稀土离子掺杂的中红外光纤激光器、波长灵活可设计的拉曼光纤激光器和宽带超连续谱激光器,并对2～5μm全固态中红外光纤激光源的发展进行了展望。     

激光差频技术实现高平均功率3.8 μm纳秒中波红外激光输出实验研究

报道了利用脉冲激光差频技术获得波段在3.8μm纳秒中波红外激光输出的实验研究。分别研制了基于增益调制半导体激光器和"8字腔"锁模掺Yb光纤激光器的1094 nm纳秒脉冲激光种子,经光纤激光放大后获得平均功率为40 W的高光束质量线偏振泵浦光。研制了脉冲同步的1535 nm的信号光种子及输出平均功率为3 W的掺Er光纤激光放大器。将放大后的1535 nm线偏振信号光与1094 nm泵浦光共线入射到作为非线性晶体的周期性畴极化反转掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体中,利用激光差频技术实现了平均功率为5 W的3.8μm纳秒脉冲激光输出。     

自终止跃迁机制和R-M激光

众所周知,以铜蒸气激光器为代表的脉冲放电激励的金属蒸气激光器件属于通常的三能级系统,其激光上能级应是与基态有最强光学联系的共振态,而激光下能级则是与基态光学跃迁禁戒的亚稳态,在玻恩近似得以成立的条件下,同一能级的电子碰撞激发速率与自发跃迁速率正关联,因此共振态有可能优于亚稳态被布居形成粒子数反转导致激光．由于激光下能级与基态之间的光学跃迁禁戒,所以激光跃迁将造成其粒子数堆积,激光最终必将自动终止,因此习惯上称作为“自终止跃迁激光器”． 我们完成了包括铜蒸气激光器在内的脉冲放电激励的多种金属蒸气“…