脉冲激光放大器双程放大特性的理论研究

本文从建立脉冲激光器双程放大输运方程出发,理论上研究了双程放大输出脉冲特性。导出了输入脉冲持续时间t_p小于双程放大间隔时间t_o条件下双程放大过程的瞬态解和能量增益系数公式。在相同输入脉冲能量下,双程放大能量增益系数随t_p的增加或t_o的减小而下降。双程放大同单程放大比较结果表明,在小信号脉冲输入下,双程放大接近于具有两倍增益介质长度的单程放大。而在强饱和时,则相当于具有相同增益介质长度的单程放大。     

Yb∶YAG表层增益板条激光放大器的研究

基于光纤与板条结合的主振荡功率放大器(MOPA)结构,以单模光纤激光器作为种子源,对Yb∶YAG表层增益板条进行功率放大。对单程及双程两种提取方式进行理论计算及实验研究,结果表明:在室温下,获得了1030 nm激光输出;当注入种子光功率为200 W,抽运光功率为11.2 kW时,单、双程放大输出功率分别为1.6 kW和2.6 kW,光-光转换效率分别为12.8%和21.4%;测得Yb∶YAG表层增益板条的透射波前畸变为1.3μm;Yb∶YAG表层增益板条具有作为高功率激光器增益介质的潜力。     

激光二极管双端双程抽运Yb∶YAG板条激光器

报道了一种激光二极管阵列双端双程抽运Yb∶YAG板条激光器。基于抽运光在晶体中的吸收特性,建立双端双程抽运与双端单程抽运结构的抽运分布模型,理论分析了双端双程抽运的优点。在抽运光重复频率为400 Hz、脉宽为1 ms、单脉冲总能量为12 J的条件下,利用偏振复用技术实现双端双程抽运板条激光器,获得单脉冲激光的输出能量约为6.13 J,光-光转化效率约为50%。与具有相同掺杂浓度以及相同抽运光吸收效率的双端单程抽运方式相比,双端双程抽运的输出激光能量更高,转化效率更高,稳定性更强。理论分析与实验结果证明双端双程抽运方式有利于进一步提升激光输出的能量与效率。     

掺钛蓝宝石晶体激光放大实验研究

报道了掺钛蓝宝石晶体激光放大实验研究，实验中得到最大的单程放大和双程放大增益分别为１４．７６和２６．３１，对应双程放大的增益系数为１．８１ｃｍ－１，并由此推算出掺钛蓝宝石晶体的增益截面为２．７４×１０－１９ｃｍ２，饱和能量密度为０．９３Ｊ／ｃｍ２．并给出不同的泵浦能量密度所对应的最佳放大介质长度。实验表明小信号近似下，放大增益只与泵浦功率密度有关．与注入种子能量无关。实验还测量了掺钛蓝宝石晶体对不同波长种子光的放大增益。     

57nm的低噪声宽带掺铒光纤放大器

采用双级级联单程放大实现高增益、低噪声的C波段掺铒光纤放大器(EDFA)；采用双级级联双程放大实现高增益、超平坦的L波段EDFA。在此基础上，采用并联结构实现了30dB以上的高增益、3dB带宽为57nm的低噪声宽带EDFA。     

大功率L波段全光纤超荧光光源

利用高功率泵浦的双包层Er^3＋／Yb^2＋共掺光纤（EYDF）放大器,对L波段小信号源进行放大,在1．668W泵浦光下,获得了波长范围在1568～1597nm、功率达216mW的超荧光输出。对单程和双程2种放大结构进行了比较详细的对比研究。结果表明：2种结构均可以得到高功率L波段超荧光输出,但双程结构具有比单程结构更高的转换效率和更大的增益;通过增加小信号源的功率,可以有效地抑止短波长激光的产生,并在一定程度上平坦L波段的光谱。     

高功率掺镱大模面积光子晶体光纤飞秒激光放大器的实验研究

掺稀土光纤可由激光二极管(LD)直接抽运,大幅度降低成本;宽的增益光谱、高的单程增益和极强的散热能力使之成为理想的激光增益介质;而且光纤激光器将激光限制在光纤波导中传输,具有很好的环境稳定性,以及更加紧凑的结构,特别是双包层光纤激光器的出现,使其成为能够走出实验室的     

同步泵浦腔倒空染料激光器的高重复频率放大器

将腔倒空氩离子激光器泵浦的高重复频率放大器和同步泵浦腔倒空若丹明590(R6G)染料激光器一起使用,在重复频率为4MHz下观察到双程增益为7。放大器的增益由波长、泵浦能量、振荡器能量的函数来表征。     

宽带掺铒光纤超荧光光源

详细探讨了单程前向、单程后向、双程前向、双程后向等几种典型的掺饵光纤超荧光光源结构，介绍了超荧光光源的研究进展，报道了我们研制的双程后向结构超荧光光源。     

如何不通过激光器谐振腔获得输出光束——放大自发辐射形成高准直的输出光束

在20世纪60年代氮激光器诞生之初,人们就一直在研制超辐射激光器--通过单程增益就可以形成较大输出功率的激光器.最近,伦敦帝国理工大学的科学家们提出了制作无谐振腔Nd:YVO4激光器的设想.     

量子阱激光器计算机模拟系统

文章介绍了了一个量子阱激光器计算机辅助分析系统ＱＷＣＡＤ,该系统集成了增益计算,异质结激光器二维模拟,量子阱激光器二维模拟等几个适用工具,给出了激光器二维结构的描述方法,引入了量子效应及热效应模型,并附有中间及最后结果的一维及二维曲线输出。     

新型锁模铒光纤激光器设计及脉冲动态研究

实验研究了锁模铒光纤激光器中的脉冲动态状态参数,将一个正弦强度调制的连续波激光注入到光纤激光器中,实现了增益的调节脉冲能量、中心频率及中心脉冲时间的测量系统中耦合参数决定了相位增益的大小。基于实验测量结果,评估了自由运行频率梳线宽、反馈频率稳定性及量子噪声的限制因素,讨论了光纤激光器的优化。     

增益系数及其测量方法

激光器的增益系数是一个重要参量。判断谐振腔内的工作物质能否实现振(?)的两点依据: (1)实现了粒子数反转,增益系数G>O.(2)满足阈值条件,光在谐振腔内来回一次所获得的增益等于或大于多种损耗之和,G≥V/1,V为单程损耗。     

量子阱激光器速率方程数值解稳定性研究

用数学严格地证明了在引入了对数增益关系以及增益饱和因子后,描述半导体激光器系统的方程组仍有唯一的稳态解.以近年来研究较热的GaN多量子阱激光器为例对其进行了动态特性的数值模拟.计算结果表明载流子和光子数最终都将趋于稳定,这与理论证明的结果相一致.     

量子线和量子箱激光器—下一代高性能半导体激光器

本文讨论了量子线和量子箱激光器的特性,如呈现非常低的阈值电流、展宽的调制带宽和窄的谱线宽度。还介绍了量子尺寸结构的制造工艺、尺寸起伏和非线性增益对激射特性的影响。最后给出量子微腔激光器的新概念。     

连续波激光器的双原子分子钠的振荡

首次在双原子分子钠B~1∏_u→X~1∑_g~ 跃迁时观察到连续波激光器以低于一mW 的阈值进行的振荡,双原子分子钠用波长范围为454—488nm的氩激光器各种谱线来激励。在泵浦功率为0.5W 时获得了3mW 输出功率和0.1cm~(-1)叫单程增益,讨论了热管式激光系统的某些特性。     

量子结构激光器能量本征值计算及增益特性分析

将量子结构中的边界条件应用于薛定谔方程的求解,计算了量子结构中粒子的能量本征值及量子结构激光器的态密度和增益,比较了量子点、量子线、量子阱激光器的波长-增益特性,从能量本征值角度探讨了各种量子结构特性差异的根本原因,阐述了量子点激光器的实现问题,分析结果表明,量子点激光器具有高增益、高单色性的特点.     

FEL驱动激光器的研究

为了获得高亮度和高品质的电子束,在自由电子激光实验装置中采用光阴极注入器作为电子源,其驱动激光器系统采用主振功率放大结构,振荡器为二极管抽运连续锁模激光器,放大器为一级双程及两级单程二极管脉冲抽运放大,后接4倍频系统.经过工程研制及调试,获得的输出指标为:波长266nm,微脉冲能量4μJ,宏脉冲宽度2μs至6μs可调,微脉冲能量抖动优于3%.结果表明,采用Cs2Te阴极的光阴极注入器实验,该系统能够获得不低于40A的电子束流,达到了自由电子激光实验对电子源的束流要求.     

GaN基量子阱激光器极化相关增益饱和特性的理论计算

通过计算GaN能带结构和跃迁矩阵元,对GaN基量子阱激光器的极化相关增益和增益饱和特性作了理论上的计算与分析,具体计算并给出了TE和TM模的增益谱和自饱和系数的曲线,分析了能带结构和载流子面密度对增益和增益饱和特性的影响。     

Y型腔正交偏振激光器的模竞争和光强调谐特性

建立了Y型腔正交偏振激光器光强调谐实验系统,通过改变非共用腔腔镜上的压电陶瓷电压来改变分裂频差,通过改变共用腔腔镜上压电陶瓷电压实现共用腔调谐。报道了不同分裂频差下共用腔调谐过程中激光器的光强调谐曲线和相应的拍频变化曲线。采用三阶微扰近似下的兰姆半经典气体激光器理论,较为全面地分析和总结了影响光强调谐规律的各种因素及影响机理。理论分析表明在采用氖双同位素的Y型腔正交偏振激光器内,纵模的单程损耗、单程增益、相邻纵模间的分裂频差等因素通过光强的自洽方程影响纵模竞争的强弱及竞争结果。总结了不同频差下的光强调谐和拍频变化规律,并对其进行了理论分析与解释。