BaWO4晶体的高效受激拉曼散射

采用腔外单次通过方式,实现了BaWO4晶体的高效受激拉曼散射(SRS).当抽运光为532 nm皮秒激光脉冲时获得了5级斯托克斯线(559.64 nm,590.26 nm,624.42 nm,662.76 nm,706.18 nm)和3级反斯托克斯线(463.42 nm,484.24 nm,507.04 nm),测量了BaWO4晶体各级拉曼散射谱线的阈值和增益系数,受激拉曼散射的整体转换效率高达78%.当抽运光为355 nm皮秒激光脉冲时观察到3级斯托克斯线(366.52 nm,379.40 nm,393.22 nm),根据一级斯托克斯线的抽运阈值得到相应的拉曼增益为51.8±2.7 cm/GW.实验表明BaWO4晶体具有易生长、透光波段宽、抗光损伤能力强、增益系数大等优点,有望在全波段可见激光的产生方面获得重要应用.     

掺镱全光纤激光振荡器横向模式不稳定与受激拉曼散射的关系

研究了掺镱全光纤激光振荡器中横向模式不稳定效应与受激拉曼散射之间的关系。在纤芯直径为20μm的单端抽运1.5kW级全光纤激光振荡器中,当受激拉曼散射达到一定阈值时,横向模式不稳定效应突然出现,激光器输出功率突然减小,减小的输出功率由包层光滤除器倾泻到谐振腔外。实验发现:受激拉曼散射光谱增强、输出功率减小与包层光滤除器温度上升存在一定的关联;通过缩短光纤长度抑制受激拉曼散射,可以将单端抽运激光振荡器的横向模式不稳定阈值增大到2kW以上。对纤芯直径为25μm的双端抽运激光振荡器进行研究,同样通过抑制受激拉曼散射增大了横向模式不稳定阈值,获得了大于5kW的激光功率输出。实验结果初步验证了在非线性较强的情况下,受激拉曼散射是导致横向模式不稳定的原因,通过抑制受激拉曼散射可以增大横向模式不稳定阈值。     

零速超短激光脉冲非线性光学频率转换

提出零速超短脉冲作为抽运光增强非线性光学频率转换效率的方法.以受激拉曼散射过程为例,使用2mm的光子材料,750μJ/cm2的低能量入射脉冲可得到85%的拉曼抽运效率.     

BaWO4晶体的受激拉曼散射

受激拉曼散射(SRS，Stimulated Raman scattering)属三阶非线性光学效应，它利用非弹性散射使入射激光产生一定频移，从而获得新波长激光，是一种有效的激光变频方式。我们利用波长为532nm，频率为10Hz的皮秒脉冲激光作为抽运源，采用单次通过方法实现了BaWO4晶体的受激拉曼散射。     

宽带KrF激光抽运SF6受激布里渊散射的脉宽稳定性

从理论和实验上对利用宽带KrF激光抽运SF6产生的受激布里渊散射(SBS)的脉宽稳定性进行了研究。获得了受激布里渊散射脉宽稳定性随抽运功率密度稳定性、抽运脉宽稳定性及介质气压变化的规律。发现受激布里渊散射脉宽的稳定性与抽运激光的稳定性直接相关,抽运激光的稳定性越好,获得的受激布里渊散射脉宽相对稳定性也越好。抽运光脉宽和能量的不稳定都会造成所产生的受激布里渊散射脉宽不稳定。在较低抽运功率密度情况下抽运光脉宽和能量的波动对受激布里渊散射脉宽稳定性的影响都不可忽略,但在较高抽运功率密度情况下受激布里渊散射脉宽稳定性主要受抽运光脉宽波动的影响。对结果进行了分析和讨论,获得脉宽稳定性较好的受激布里渊散射输出的条件是,使用脉宽稳定性较好的抽运光和在保证没有其他非线性效应产生的情况下,尽可能提高抽运光的功率密度和介质气压。     

激光二极管抽运主动调Q Nd∶GdVO_4自受激拉曼激光器

采用激光二极管(LD)抽运、主动调Q的方式,利用c向切割的Nd∶GdVO4晶体的自受激拉曼散射(self-SRS)效应,实现了结构紧凑、高效的脉冲拉曼激光器。在输入功率为1.8W,主动调Q10kHz时,自受激拉曼激光器产生了稳定的1176nm的斯托克斯(Stokes)脉冲光,斯托克斯光的单脉冲能量为10μJ,脉冲宽度为19ns。此时,自受激拉曼散射的阈值仅为510mW,斯托克斯光的转换效率为5.6%。实验结果表明,有效的自受激拉曼变频可以通过一个c向切割的Nd∶GdVO4晶体,采用主动调Q的方式来实现。     

包层抽运掺镱光纤激光器中受激拉曼散射和受激布里渊散射效应

高功率光纤激光器大多选用掺镱双包层光纤作为增益介质,由于光纤尺寸较小,极易在光纤谐振腔中产生受激布里渊散射、受激拉曼散射效应。包层掺镱双包层光纤激光器中一旦发生受激拉曼散射和受激布里渊散射效应,其产生高强度信号成为高功率光纤激光器的主要噪声来源,影响激光输出的特性和稳定性。对包层抽运掺镱光纤激光器中的受激布里渊散射和受激拉曼散射进行了实验研究,在单模双包层光纤中观察到受激布里渊散射和受激拉曼散射。实验结果表明,在光纤谐振腔中,抽运方式、谐振腔输出镜损耗、受激瑞利散射对受激布里渊散射的影响较大,尤其是受激瑞利散射为谐振腔提供了附加反馈,不仅压窄激光信号的线宽,而且使得受激布里渊散射的阈值迅速降低。     

反共振空芯光纤中氘气受激拉曼散射实验研究

报道了基于反共振空芯光纤的氘气单程和级联受激拉曼散射实验研究,详细分析了反共振空芯光纤中氘气受激拉曼散射的过程,研究了输出光谱和拉曼谱线功率随氘气压强和泵浦激光功率的变化规律,指出降低气压、采用峰值功率相对较低的泵浦脉冲可以有效抑制转动受激拉曼散射,提高振动受激拉曼散射效率。此外,通过进一步设计、拉制传输带位置合适、带宽较窄的反共振空芯光纤,利用1064 nm脉冲激光泵浦,可以实现高效的氘气一阶振动斯托克斯光(1561 nm)和二阶级联振动斯托克斯光(2925 nm)输出。     

受激拉曼散射改进二极管抽运固体激光器的性能

针对激光输出参量控制的非线性效应应用日益广泛。这种效应的产生基于激光器的光平均输出功率或其脉冲的峰值功率。依赖于平均功率的非线性效应包括热效应、光折变晶体中的波相互作用效应等。依赖于激光脉冲峰值功率的非线性效应 ,更为多样。高重复率 (≥ 1k Hz)、高峰值功率 (≥ 1MW)和短脉宽 (10 -9～ 10 -1 3 ns)二极管抽运固体激光器非常适用于产生这些非线性效应。短激光棒获得短脉冲　　受激布里渊散射 (受激布里渊散射 )、受激拉曼散射 (SRS)和谐波产生都可由脉冲激光获得。在光束横向结构接近基模 (TEM0 0 )和脉宽为几纳秒或更…     

激光二极管抽运主动调Q Nd:GdVO4自受激拉曼激光器

采用激光二极管（LD）抽运、主动调Q的方式，利用c向切割的Nd：GdVO4晶体的自受激拉曼散射（self-SRS）效应，实现了结构紧凑、高效的脉冲拉曼激光器。在输入功率为1．8W，主动调Q10kHz时，自受激拉曼激光器产生了稳定的1176nm的斯托克斯（Stokes）脉冲光，斯托克斯光的单脉冲能量为10μJ，脉冲宽度为19ns。此时，自受激拉曼散射的阈值仅为510mW，斯托克斯光的转换效率为5．6％。实验结果表明，有效的自受激拉曼变频可以通过一个c向切割的Nd：GdVO4晶体，采用主动调Q的方式来实现。     

Characteristics of giant optical pulsations from ruby

A method of laser modulation is described which produces fast, intense and controllable "giant" laser pulses by "Q-modulation." In experiments with ruby, pulses of peak power up to 15 MW and of duration less than 30 nsec have been studied. The principles of the technique are outlined and early experimental results reviewed. The temporal, spectral and spatial structure of giant pulses produced from ruby by a nitrobenzene Kerr cell modulator is reported. The pulse characteristics found to date yield information about the nature of various relaxation processes in ruby and point the way to further experiments to clarify many questions which are raised. The results a) set an upper limit of 10^-7sec on the E^-→2A^-relaxation time, b) show a shortening of upper-state relaxation time by about seven times under heavy pumping, c) show relaxation of excitation taking place across the laser line in microseconds, d) show progressive spectral broadening for shorter pulses to encompass most of the fluorescent line, e) show increasing asymmetry of spectral output for faster, more intense pulses, and f) show little broadening of beam divergence over normal, but with added structure.     

基于SPIDER法测量飞秒脉冲的数值计算与模拟

为了测量飞秒脉冲的振幅和相位,采用光谱相位相干电场重构法(SPIDER)的光谱图数值分析公式,对高斯强度分布的线性啁啾脉冲、立方相位啁啾脉冲进行数值计算与数值模拟,并重构出飞秒脉冲的光谱相位,其模拟的结果与理论符合较好,光谱相位相干电场重构法能完全测量飞秒脉冲的振幅和相位.     

短脉冲在色散平坦光纤中传输前后波形、相位和啁啾测量的实验研究

二次谐波频率分辨光学门(SHG-FROG)是能够准确测量短脉冲多项特性参量的新技术。利用二次谐波频率分辨光学门脉冲分析仪对在色散平坦光纤中传输前后的短脉冲进行了测量,得到了待测光脉冲的频率分辨光学门(FROG)图、自相关曲线、自相关频谱曲线、波形和相位曲线以及脉宽、谱宽、啁啾等反映短脉冲特性的信息,对实验结果进行了分析,并与高斯脉冲在单模光纤中的线性传输理论进行了比较。结果表明,激光器输出的短脉冲是具有负线性啁啾的近变换极限高斯脉冲,经过12.7 km色散平坦光纤传输后仍然为具有负线性啁啾的高斯脉冲,其谱宽在传输过程中基本保持不变,脉宽展宽了3.1倍,啁啾增大了4倍。实验测量结果和理论预期一致。     

基于光学参量振荡器的高分辨率CARS光谱研究

提出了一种基于三硼酸锂（LBO）晶体的飞秒绿色泵浦光学参量振荡器（OPO）,其采用飞秒525 nm绿光光纤激光器作为泵浦源。OPO产生的信号光其可调谐的光谱范围由780～940 nm,光功率可达到250 mW以上;闲频光可调谐范围从1630～1190 nm,光功率可达到300 mW以上。利用本系统可在波数为1330 cm－1和6650 cm－1之间进行相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）光谱测量。由于脉冲啁啾,光谱分辨率达到100 cm－1,与时间带宽限制脉冲激励源相比,分辨率达到后者的2.5倍。     

达曼类滤波器的飞秒脉冲整形技术

为了研究飞秒激光时空变换整形技术,采用理论分析与计算机模拟结合讨论的方法,分析了以达曼类滤波器为模板的4f 系统的飞秒脉冲整形技术。以梯度算法优化设计出达曼类滤波器,包括等间距、等强度和不等间距、不等强度达曼光栅,并模拟讨论了产生的超快时域多脉冲与光谱平面上调制周期的重复数、元件间距不等效应和波长效应的影响。结果表明,以达曼类滤波器为模板的飞秒脉冲整形中,模板周期重复数越多,输出脉冲的质量越高;元件间距不等和波长效应使输出脉冲的平均度和衍射效率都有所降低。     

三五阶非线性光纤中光脉冲的啁啾和频谱

为了探讨光纤的五阶非线性对光脉冲传输的影响,利用同时考虑三阶和五阶非线性效应的非线性薛定谔方程,在忽略光纤色散的情况下,解析并计算研究了超高斯光脉冲的非线性相移、频率啁啾。数值模拟了光脉冲传输的功率频谱。结果表明,与只有三阶非线性折射率的情形相比,正五阶非线性折射率的存在使光脉冲在光纤中传输的非线性相移和最大频率啁啾增大,使无啁啾光脉冲的频谱宽度变宽,谱峰数目增多,高斯脉冲初始啁啾对频谱的影响与三阶非线性折射率的情形类似;负五阶非线性折射率则使光脉冲传输的非线性相移和频率啁啾呈现新的特点,并使无啁啾光脉冲的频谱宽度变窄,谱峰数目减少。     

Generation of orthogonal UWB shaping pulses based on compressed chirp signal

This study investigates a novel method to numerically generate orthogonal ultrawide band (UWB) shaping pulses based on compressed chirp signal. First, a pulse template with less than 1 ns duration time, which is used to construct a Hermitian matrix, is produced with a compressed chirp pulse. Sub-nanosecond orthogonal pulses are then generated for UWB by using the Hermitian matrix eigenvectors. The simulation results show that the power spectral density distribution of the UWB shaping pulses met the constraint of Federal communications commissions (FCC) spectral mask. The shaping pulses not only have higher spectrum utilization ratio and very short time duration but also have excellent autocorrelation and cross-correlation properties, which is an advantage to reduce the interference between multiusers. Especially, a method to produce sub-nanosecond orthogonal UWB shaping pulses by using a relatively longer duration chirp signal is presented.     

光谱调制对飞秒脉冲自相似放大系统的影响

采用数值模拟的方法,研究了周期性光谱调制对飞秒脉冲自相似放大的影响。构建了叠加光谱调制的飞秒脉冲自相似放大的理论模型,分析任意相移量、调制深度和调制周期等参量变化对自相似放大系统的影响。结果表明,任意相移量虽然会改变被调制后光谱具体形状,但不会影响自相似放大的时域结果;调制周期较大时,子脉冲和主脉冲重叠,对自相似放大过程和结果造成一定程度的破坏;调制周期较小时,主脉冲独立放大,基本不会被子脉冲影响,这一结论在调制深度改变时依然成立。     

Coherent ultrashort light pulse code-division multiple accesscommunication systems

A new technique for encoding and decoding of coherent ultrashort light pulses is analyzed. In particular, the temporal and statistical behavior of pseudonoise bursts generated by spectral phase coding of ultrashort optical pulses is discussed. the analysis is motivated by recent experiments that demonstrate high-resolution spectral phase coding of picosecond and femtosecond pulses and suggest the possibility of ultrahigh speed code-division multiple-access (CDMA) communications using this technique. The evolution of coherent ultrashort pulses into low intensity pseudonoise bursts as a function of the degree of phase coding is traced. The results are utilized to analyze the performance of a proposed CDMA optical communications system based upon encoding and decoding of ultrashort light pulses. The bit error rate (BER) is derived as a function of data rate, number of users, and receiver threshold, and the performance characteristics are discussed for a variety of system parameters. It is found that performance improves greatly with increasing code length