掺镱包层光纤激光器的全光纤调Q技术

从理论和实验两方面对掺镱包层全光纤调Q激光器进行了研究.建立了相应的理论模型,根据调Q光纤激光器的速率方程理论,用基于"能量利用率与初始反转粒子数关系"求解剩余反转粒子数的新方法,得出了调Q光纤激光器的初始参数诸如抽运功率、纤芯直径、光纤长度、输出透过率等影响脉冲宽度和脉冲能量的规律,进一步明确了压缩脉冲宽度和提高脉冲能量的方法;优化了相关参数,为同类调Q光纤激光器的设计提供参考.实验用半导体激光器(LD)作为抽运源,增益光纤为D形双包层掺镱光纤.谐振腔高反端串接一个带尾纤的声光Q开关,实现了重复频率在10 Hz~100 kHz范围内可调声光调Q掺镱全光纤激光器的实验运转;在重复频率500 Hz时,脉冲宽度为3μs,脉冲能量达到2.94 mJ.     

声光腔倒空Nd:YAG激光器输出噪声的分析

一、前言如果通讯系统使用脉冲间隔调制的形式,在一定的时间内控制输出的开关的方法是需要的。已对连续泵浦Nd:YAG激光器的几种Q开关技术作了研究。激光腔内场的有限的建立时间与再抽运粒子数反转所需要的时间,均能影响重复频率的极限。对于Q开关Nd:YAG激光器来说,最大重复频率     

被动调Q激光脉冲周期的研究

针对存在激发态吸收(ESA)的被动式调Q激光器,采用绝热近似(AEA)方法和微分方程的Hopf分岔条件,将被动调Q产生的多脉冲序列与由光强和反转粒子数密度所构成相平面上的极限环运动对应起来,得到了产生Q脉冲阈值的定量关系式和表示脉冲周期(重复频率)的解析解。解释了Cr4+:YAG调Q激光器的有关现象,获得了与有关实验相一致的结果。     

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。     

核泵浦气体激光器

通过研究由核反应直接激励的气体激光器而跨进了等离子体物理和等离子体动力学的新领域。高功率、高压气体激光器最近的发展有助于改进核能泵浦的激光器。气体激光介质和裂变碎片、α粒子、快质子或γ射线相互作用的结果能够发生粒子数反转;这样的相互作用可以是粒子数反转的唯一原因,它们也可以帮助提高其它激光泵浦方式的效能。本文讨论了用核反应获得粒子数反转的可能性,评述了这个领域的工作,并提出了关于进一步研究的建议。     

光纤气体激光光源研究进展及展望(Ⅱ):基于粒子数反转

粒子数反转和受激拉曼散射是实现光纤气体激光器输出的最常见的两种基本原理。与光纤气体拉曼激光光源不同,基于粒子数反转原理的光纤气体激光器是通过气体分子振转能级的本征吸收跃迁实现激光输出。由于绝大多数气体分子的振转能级对应的激射跃迁谱线都在中红外波段,这种激光器的输出波长基本都在中红外波段。简要分析了基于粒子数反转原理的光纤气体激光器在产生中红外波段激光方面的优势,重点回顾了其发展历史与研究现状,并对下一步的发展趋势进行了展望。     

被动调Q激光器中的纵模自然选择分析

提出了被动调Q激光器谐振腔中的相邻两个纵模之间的建立时间之差的解析表达式,并给出了可以有效预测小增益以及初始反转粒子数比阈值粒子数大若干倍情况下单频激光运转的概率的方法。为了证实理论预测,采用腔长11cm以Cr~(4+)∶YAG晶体被动调Q的Nd∶YAG激光系统进行了实验验证,实验结果很好地证明了根据相邻纵模建立时间差所分析出的单频运转的概率,以及在一定条件下被动调Q激光器能在无腔内选模元件的情况下稳定地输出单纵模脉冲。     

角锥棱镜腔Nd：YAG固体激光器的电光调Q

通过在腔内插入偏振分光镜,克服了角锥棱镜腔激光器不能进行电光调Q的弊端,实现了角锥棱镜腔Nd：YAG激光器的电光调Q脉冲输出。根据改进的速率方程对电光调Q特性进行分析,数值模拟表明,腔内阈值反转粒子数、脉冲峰值功率、脉宽和脉冲能量随角锥棱镜的转动呈周期性变化。实验获得电光调Q脉冲,最高能量高达190mJ。转动角锥棱镜获得不同脉宽和能量的调Q脉冲,脉宽变化为5．45ns,能量变化为15mJ,与理论分析相一致。     

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。     

角锥棱镜腔Nd∶YAG固体激光器的电光调Q

通过在腔内插入偏振分光镜,克服了角锥棱镜腔激光器不能进行电光调Q的弊端,实现了角锥棱镜腔Nd∶ YAG激光器的电光调Q脉冲输出.根据改进的速率方程对电光调Q特性进行分析,数值模拟表明,腔内阈值反转粒子数、脉冲峰值功率、脉宽和脉冲能量随角锥棱镜的转动呈周期性变化.实验获得电光调Q脉冲,最高能量高达190mJ.转动角锥棱镜获得不同脉宽和能量的调Q脉冲,脉宽变化为5.45ns,能量变化为15mJ,与理论分析相一致.     

放大自发辐射对全固态激光器调Q性能的影响

为定量分析放大自发辐射(ASE)对调Q激光器性能的影响,在调Q激光速率方程中引入放大自发辐射项,并在合理的近似下求解,给出了激光二极管(LD)端面抽运电光调Q运转的固体激光器反转粒子数的建立过程,分析了放大自发辐射对激光上能级储能效率的影响及考虑放大自发辐射时调Q激光器输出脉冲宽度和脉冲能量随抽运功率的变化关系。结果表明,由于放大自发辐射的存在,上能级储能效率降低,且在一定的抽运功率下,调Q输出脉冲宽度变宽,脉冲能量下降。用LGS(La3Ga5SiO14)晶体作电光调Q元件,在激光二极管抽运的Nd∶YVO4激光器上进行了实验,实验结果与理论分析结果基本吻合。     

红外激光器获取增益的新方法

建立激光器的标准途径是在上下能级问产生粒子数反转，但激光增益不仅与两能级间粒子数之差成比例，还与依赖于上下能缓间能差和跃迁几率的振荡强度成比例。贝尔实验室一个小组通过注重于这些通常被忽略的因素制造出一种独特的半导体红外激光器，即其电可调谐范围超过6％。与贝尔实验室同一小组研制的量子串级（Q）激光器一样，当电子在量子阶子带间跳跃时，新激光器发射光子。象量子单级激光器一样，新器件有一组N级（此时N—35）：在每个连续级，一个电子产生一个光子。与原先的量子串级激光器相反，新设计的特点是有两个而不是三个量子…     

脉冲抽运被动调Q激光器脉冲间隔特性研究

采用数值模拟和实验相结合的方法对脉冲激光二极管(LD)抽运Nd:YAG被动调Q激光器输出脉冲间隔特性进行分析。从被动调Q速率方程出发,结合脉冲LD抽运的特点,考虑剩余反转粒子数密度的影响,推导出输出调Q脉冲间隔时间的计算公式。重点分析了抽运脉宽、输出镜反射率、抽运功率和Cr4+:YAG初始透射率对输出脉冲间隔时间的影响。结果表明,数值模拟与实验结果基本吻合。     

气体动力激光器

通过废能迅速逸出可增加气体激光器的平均功率密度达3～5个数量级,用热泵浦机理的气体动力激光器(本刊7月号第16页),在接近衍射区域可产生30千瓦的功率,多模时可产生60千瓦功率。在氮和二氧化碳的气体动力激光器中,通过分子超声膨胀时碰撞引起各种振动弛豫产生粒子数反转。资料作者提出,在超声速喷嘴中快速膨胀,在气体混合物中产生粒子数反转。图1中二氧化碳和氮分子的能     

向极紫外激光器迈进

在向X射线激光器发展的进程中一个重要的发展将是极紫外区的激光器，非常接近X射线区。英格兰霍耳大学的R. J. Dewhnrst，D. Jacoby, G. J. Pert和S. A. Ramsden报道了极紫外区的粒子数反转，他们认为这实际上是激光器的基础。为获得激光效应，必须产生粒子数反转，即制造一种在激光基质中的高能态的原子多于低能态原子的状态。物理中，一般倾向于占据最低的能态。     

用荧光反馈控制二极管抽运Q开关激光器

在常规主动Q开关中,触发输出脉冲用具有预定脉冲重复频率脉冲发生器的电子控制器进行。该腔的Q值由脉冲发生器的位置推算来开关,与被抽运介质的粒子数反转状态无关。稳定的激光性能需要稳定的抽运激光和稳定的腔条件。据新加坡南洋大学光子学研究组的研究者称,另一种电子控制法可以消除Q开关开始时实际反转水平的不稳定性。此技术采用一种光学反馈回路。回路则基于监视声光Q开关Nd∶YVO4激光器激光腔外的荧光强度。采用此法可以选择触发Q开关的荧光强度水平。当被探测荧光表示的初始反转水平到达预定值后,便开启Q开关。研究者便可以改变输出脉冲峰值功率和脉冲宽度的可重复性,并降低每次发射之间两种参数的变化。 (刘坦)     

X射线激光器的激光泵浦

提出以激光泵浦χ射线激光器的新机构。利用快速激光等离子体电子获得了原子内能级之间的粒子数反转。     

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。     

一种非常简单的高功率高效率n2紫外激光器

计算了Ν2C3Пи和B3Пд能级之间（λ=3371埃)粒子数反转所要求的判据,诸如激发时间、最佳的Ε/Ρ值等等。为满足非常快的粒子数反转所需要的条件,我们建成了几种激光器结构,它们很简单并且能很好地适应这种工作方式。     

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。