高功率激光单模光纤远距离传输实验研究

受激拉曼散射（SRS）效应是制约高功率激光单模光纤远距离传输应用的瓶颈因素。采用1550nm非偏振连续波单模光纤激光器作为光源, 通过实验研究了不同注入光功率条件下经过103km单模光纤传输所产生的受激拉曼散射现象,运用级联长周期光纤光栅带阻滤波器进行了受激拉曼散射抑制实验,并进行了相应的理论分析。提出了光纤受激拉曼散射抑制有效性判据,实验演示了受激拉曼散射现象,验证了级联长周期光纤光栅带阻滤波器对受激拉曼散射抑制的有效性。     

用皮秒KrF激光脉冲测量气体中的拉曼散射阈值

我们用ＫｒＦ激光系统的２０ｐｓ脉冲测量了多种气体的受激拉曼散射阈值。用能量最高为２００μＪ的脉冲观察到在５ａｔｍ以下甲烷、氢、氨和六氟化硫的受激散射。同样条件下，在氧或氮中则观察不到受激散射。测量结果与瞬态受激拉曼散射的理论符合很好。     

激光诱导等离子体对水团簇受激拉曼散射的影响

利用532 nm脉冲激光作用于水分子,研究其受激拉曼Stokes和anti-Stokes散射.实验表明:激光束经过聚焦后,在能量为4 mJ时,水分子产生等离子体;在泵浦激光能量由5 mJ增加到15 mJ的过程中,水分子OH键伸缩振动的受激拉曼Stokes散射光强逐渐增大、受激谱带宽度逐渐加宽,并且受激拉曼Stokes散射中心波长呈现蓝移趋势;当能量为15 mJ时,产生了OH键伸缩振动的受激拉曼anti-Stokes散射光.利用激光诱导等离子体增强水分子团簇的受激拉曼散射理论解释了以上现象,实验与理论符合地很好.     

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。     

外部荧光种子植入法增强液芯光纤的受激拉曼散射

报道了一种能够增强液芯光纤中的受激拉曼散射的外部荧光种子植入法。在毛细管套液芯光纤之间充入荧光染料,实现染料介质与拉曼介质的分离,从外部植入染料荧光种子线性地放大液芯光纤中的受激拉曼散射的初始光强,有效无污染地增强了液芯光纤中拉曼介质的受激拉曼散射强度。实验结果表明,外部荧光染料浓度为最佳值约为10-6 mol/L时,可使液芯光纤中拉曼介质的各阶斯托克斯线均有最大增强。     

大口径KDP晶体紫外光横向受激拉曼散射风险判据研究

研究了高功率固体激光驱动器运行于高通量、长脉冲条件下,大口径三倍频KDP晶体中强紫外光激发的横向受激拉曼散射(TSRS)效应,重点分析了受激拉曼散射(SRS)过程产生的散射光场峰值功率密度、峰值通量与抽运脉冲脉宽、晶体侧边反射率的关系。将晶体侧边反射折算为散射光传输过程的固有损耗,理论研究结果表明任意抽运脉宽、任意晶体侧边反射率条件下散射光峰值光强总满足e指数增长规律,并推导了增长系数G的一般表达式。此外,在任意拉曼增益系数、任意抽运脉宽与晶体边缘反射率条件下,一旦增长系数G高于25,散射光峰值通量将达到约10 J/cm2,逼近晶体损伤通量,由此给出KDP晶体紫外光横向受激拉曼散射风险判据。     

增强圆形谐振腔中弱增益拉曼模式的受激拉曼散射光谱

在悬垂液滴构成的圆形谐振腔中,用若丹明-640染料的激光增益增强了弱增益拉曼模式的受激拉曼散射(SRS)强度.在获得最佳染料浓度和抽运强度后,将这种方法用于探测二元混合物形成的悬垂液滴中的少量化合物,并把此少量化合物(乙醇溶液中的甲醇、水溶液中的乙醇)在悬垂液滴中的SRS探测极限提高了近一个数量级.悬垂液滴光滑的荧光和激光光谱曲线,避免了从荧光和激光光谱中分辨SRS谱线的困难.     

GdVO4晶体的受激拉曼散射

采用熔体提拉法生长出了高质量的a轴和c轴GdVO4单晶。测量了GdVO4晶体的室温透过光谱,结果表明GdVO4晶体的短波透过截止边为338 nm,长波透过截止边大于3000 nm,透过范围覆盖紫外、可见、近红外和部分中红外波段,因此可以在较宽波长范围内实现拉曼激光频移。研究了GdVO4晶体在532 nm和355 nm皮秒激光脉冲抽运下的受激拉曼散射(SRS)。采用腔外单次通过方式,获得了3级斯托克斯线(557.98 nm,586.86 nm,618.92 nm)和1级反斯托克斯线(508.01 nm),得到GdVO4晶体一级斯托克斯拉曼散射的稳态增益系数为26.6±0.2 cm/GW,二级斯托克斯拉曼散射的稳态增益系数为14.0±0.2 cm/GW,受激拉曼散射的整体转换效率达到43%。报道了GdVO4晶体355 nm激发的受激拉曼散射,观察到2级斯托克斯谱线(365.9 nm,378.1 nm),在此条件下测得一级斯托克斯谱线的拉曼增益高达114±9 cm/GW。     

受激拉曼散射脉宽压缩技术研究进展

受激拉曼散射（SRS）脉宽压缩技术由于其高负载、高压缩率、相位共轭等特性，在高功率短脉冲激光产生方面有着重要应用。本文从SRS压缩机理、增益介质、压缩结构等方面对SRS脉宽压缩技术的研究进展进行了分析和综述。     

基于拉曼晶体的多波长激光技术研究进展

利用受激拉曼散射效应,以拉曼晶体作为介质,可产生同轴输出的多波长激光信号,该种激光器具有结构紧凑、脉冲能量高和波长可调谐等特点,在全色激光成像与显示、光电对抗等领域有着重要的应用前景。本文介绍了受激拉曼散射基本原理和常用拉曼激光器结构,研究了国内外基于拉曼晶体的多波长激光技术的研究进展,总结了利用受激拉曼散射产生多波长激光存在的不足。针对目前受激拉曼散射高阶散射光较难生成,生成的多波长激光信号覆盖谱段较窄,输出功率较低,调谐方式单一等问题,提出了今后多波长激光技术发展方向。     

强激光脉冲序列SRS效应的理论研究

本文从理论上给出了脉冲序列受激喇曼散射(SRS)效应中斯托克斯光脉冲的场增益公式。结果表明序列的各脉冲前沿存在斯托克斯光增益;在一定脉冲结构和光强下,介质记忆效应占主导地位。     

双通道脉冲激光能量采集系统的设计与实现

利用AD数据采集卡和EM500型能量计的传感探头,设计了一个同步双通道脉冲激光能量测量系统,详细介绍了各个部分的设计原理、实现过程以及系统的标定和校验方法.系统标定和校验的结果表明,该系统准确可靠,可以用于需要在同一光路中的两个不同点同时测量脉冲激光能量的场合,最后介绍了该系统在受激拉曼散射(SRS)研究中的应用.     

高功率皮秒激光泵浦受激拉曼散射腔研究

为了获得高平均功率的皮秒宽谱段激光,同时 减小整个光学系统的体积,本文从理论和实验两方面研究了高功率皮秒激光泵浦受激拉曼 散射(SRS)振荡腔。 通过分析SRS过程中同时发生的物理过程,将高功率泵浦下的拉曼晶体内多种 非线性效应简化 为晶体在简单等效透镜下的SRS,并通过实验测量单通SRS光的发散角,计算得到了高 功率泵浦下的拉曼晶体等效透镜的曲率半径,在此基础上设计了稳定高效的SRS振荡腔,通 过对比实验验证了此拉曼振荡腔的高效性,实现了波段覆盖532～698nm、最高输出功率为1.32W的皮秒SRS同轴激光的输出。在相同波 段覆盖范围内,是已报道的最高平均输出功率。     

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.     

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…     

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.     

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。     

受激拉曼散射显微技术在生物科学中的应用

受激拉曼散射(stimulated Raman scattering,SRS)显微技术,可以通过探测分子的特定振动模式,实现对活细胞的无标记和新型非荧光标记成像。由于SRS显微术具有较高的化学特异性,在生命科学成像领域具有极大的应用潜力。本文简要介绍了SRS显微技术的原理,同时总结了其在脂类、核酸和蛋白质等生物分子,以及在组织结构、小分子药物和食品分析中的应用。     

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。     

用级联脉冲压缩器产生皮秒光脉冲

我们将受激后向布里渊散射和受激后向喇曼散射组合,构成一个级联脉冲宽度压缩器,成功地将1.064μm、6ns的光脉冲变为630nm、20ps的光脉冲。