全固态单模Nd:YAG激光器输出特性优化的实验研究

为了实现高功率全固态激光器的高输出光束质量,使用1mm直径Nd:YAG激光棒和单一二极管激光模块侧面抽运的简单激光腔设计来实现功率高于10W、光束质量接近衍射极限的TEM00模输出。通过使用小口径激光棒抑制高阶横模振荡、曲面后反镜和负透镜组合补偿热透镜效应和实验优化后反镜的曲率半径、负透镜的焦距以及激光腔腔长等结构参数使激光器输出功率和光束圆率同时达到最大,实现了平均功率10.8W、脉冲宽度15ns、光斑圆率98.8%±0.8%、M2值为1.1的近衍射极限光束输出。结果表明,通过使用小口径激光棒提高激光器输出光束质量工程上可行。     

大功率半导体激光光纤耦合技术进展

由于大功率半导体抽运固体激光器在民用和军事等方面显示了越来越重要的地位,大功率半导体激光光纤耦合技术作为其关键技术,日益受到人们广泛关注。对各种大功率半导体激光器光纤耦合技术进行了简介和比较,并对国内外同类产品进行了概述与展望。     

大功率固体激光器谐振腔设计及光束参数的宽域热稳方法

本文讨论了大功率固体激光器谐振腔的设计原则,指出通常的厚透镜等效方法的局限性,从而给出用光束参数自洽方法设计谐振腔的理论。分析了类透镜介质腔光束参数的热动态特性,提出一种新的大功率宽域热稳腔。     

环形激光二极管抽运激光棒的热致退偏分析

利用自行编制的热效应模拟软件，采用光线追迹方法获得激光棒内的热沉积分布，在此基础上利用热传导模型和热力光学模型，对高功率环形激光二极管阵列抽运的棒状激光放大器中动态热致退偏进行了详细模拟计算．并比较了不同输入功率下的热致退偏情况。结果表明，采用基于光线追迹的发热模型，可以很好地计算环形激光二极管抽运激光棒中的热效应问题；瞬态下的光程差分布和同消色线退偏图案的环数与棒内瞬态温升分布有关；输入功率越高，热效应引起的相对光程差就越大，波前畸变就越大，引起的热致退偏也就越严重，在同消色线图案中的环数就越多。     

大功率LD端抽运固体激光器谐振腔的研究

提出一种新方法在谐振腔内加入补偿透镜的方法,可消除热透镜效应的不利影响,从根本上解决纵向抽运的大功率化问题,并从理论上进行了系统的分析和实验上进行了验证. 对于端抽运二镜直谐振腔,目前均采用平凹腔,但平凹腔输出发散角较大.在腔内加入补偿透镜后,改用平行平面腔,可获得更小的输出发散角. 对于四透镜折叠谐振腔,通常腔长较长,当大功率LD端抽运时由于热效应的影响,根本无激光输出.但在腔内加入补偿透镜后,则很容易出光.实验上,用连续功率12 W的LD端抽运时,在腔长1.5 m情况下,获得1.14 W激光输出,转换效率近10%.(OC16)     

激光谐振腔和光束传输的分析与设计

使用ABCD矩阵方法,考虑矩阵元素均为复数的情况,同时将光束质量因子M2和介质中的光束传输考虑在内,基于Visual Basic可视化编程语言,开发出通用的激光谐振腔和光束传输分析设计软件。该软件可分析设计稳定驻波腔、稳定行波腔、非稳驻波腔、非稳行波腔、相位共轭腔、光束传输变换等。使用该软件可以方便地任意增减元件,进行多种光学元件组合选取,分析倾斜放置元件引起的子午面和弧矢面内光束参数的异同,以及进行热透镜、距离容差等参数的优化分析与设计。谐振腔稳定条件、光束传输等参数可以通过数据表格、文本、图形显示或以文件的方式输出。     

稳定谐振腔激光输出窗口的设计研究

探索了利用输出镜外表面改进输出光束特性、满足一些特殊应用场合的方法,实验表明,这种方法在大面积激光加工等技术中有良好的应用前景.     

望远镜型热稳腔设计方法的研究

本文对望远镜型平凹热稳腔工程设计中的几个重要参数，即望远镜放大倍率、望远物镜的焦距，全反膜片的位置以厦望远镜的最佳离焦量的确定进行了理论分析。该腔型用于激光高精度打孔取得了满意的成效。     

对撞腔增强调Q输出能量的分析

引入抗共振环ARR(Anti—Resonant Ring)结构,设计了平-ARR对撞脉冲调Q激光器.在相同的泵浦能量条件下,对撞腔的输出能量高于普通平-平腔50%。根据Cr4 :YAG慢饱和吸收体的调Q速率方程,结合对ARR结构的理论分析,计算机模拟结果和实验数据相当吻合。     

Stable-unstable resonator design for a wide-tuning-rangefree-electron laser

A stable-unstable resonator design which employs a one-sided negative-branch unstable mode in the plane perpendicular to the wiggler magnetic field and a stable Gaussian cavity mode in the perpendicular direction can provide a near-ideal solution for a very-wide-tuning-range infrared free-electron laser. A trial design which provides for all-reflective optics, reasonable output coupling, and potentially continuous tunability from 3 to 50 μm in a single resonator is described     

热近非稳腔高重频双波长复合输出激光器研究

1064 nm/532 nm双波长固态激光器在多个领域应用广泛。针对目前该类激光器分光路可切换输出研究较多,而复合输出研究缺乏的现状,通过建立含热透镜的等价谐振腔模型,结合谐振腔稳定性和“热近非稳谐振腔”理论确定了最佳腔长,利用软件仿真分析了倍频晶体的长度、输出镜基频透过率、调Q频率的大小对复合输出的影响,根据双路激光干扰的实际需求,确定了最佳复合输出参数,从而完成了一台1064 nm/532 nm高重频双波长复合输出激光器的设计。实验表明,KTP晶体长度选为12 mm,输出镜基频透过率选为15%,调Q频率选为50 kHz时,在最大泵浦功率下,基频光输出的平均功率为28.82 W,倍频光的输出的平均功率为2.23 W。测量得到的激光近场发散角与光斑半径的乘积近似等于同样位置处基模高斯光束发散角与光斑半径的乘积,这说明所设计的激光器在最大泵浦功率条件下是以近似基模的方式运转,具有较好的光束质量。     

Application of a telescopic resonator to high-power chemicaloxygen-iodine lasers

The application of an intraresonator telescope to high-power chemical oxygen-iodine lasers to decrease the output beam divergence is analyzed and demonstrated. A theoretical formula based on the ABCD matrix theory is developed to analyze the characteristics of the telescopic resonator. Calculations are carried out using Galilean type telescopes with magnification factors in the range of two to four, and our high-power chemical oxygen-iodine laser as an analysis model. By locating the telescope at a proper position on the optical axis, the overall telescopic resonator can be conveniently tailored to the hardware of this model laser in a way that the beam divergence and the resonator stability can be improved simultaneously. Experiments are carried out for one of the conditions used in the calculations. Measured divergence angles are in excellent agreement with the theoretical values     

基模稳功率固体激光器的实验研究

本文分析了含有热透镜的固体激光腔,动力学稳定性、模式特性和输出功率特性对动力学因子的依赖关系,得出了稳模输出和稳功率输出的一般条件。实现了连续Nd∶YAG激光器运转在稳功率点,获得较大功率的基模输出。     

具有最大输出功率的CO2激光器谐振腔

提出了一种优化设计激光器谐振腔参数的新方法。应用遗传算法,以最大输出激光功率为目标函数,对典型CO2激光器谐振腔和放电管参数进行了优化,给出了谐振腔的3个优化参数:放电管直径、谐振腔凹面反射镜曲率半径和出射镜透射率。对于1.2m长谐振腔,优化设计的基模激光功率可从原先的55W提高到89W,实际测量提高到74W。     

YAG激光器输出特性的分析

介绍了激光共振电离质谱学实验中的两台YAG激光器的结构原理及其能量转换机制，并结合实际使用情况对影响其输出特性的因素进行了分析，其输出特性包括：激光器的阈值；激光器的输出能量、效率和最佳透过率；激光器输出光束的稳定性、光谱特性、偏振特性和方向性等。激光器调试结果达到了设计指标。     

掺铈铌酸锂相位共轭腔的双稳输出特性

以掺铈铌酸单晶为相位共轭镜构成了相位共轭光腔,测量了它的稳态输入输出特性。该特性表现出明显的双稳态。