超短脉冲激光特性的三阶相关测量研究

在飞秒激光放大系统研制以及激光与物质相互作用研究过程中,良好的脉冲对比度是十分重要的一个指标,为了准确地测定激光对比度,我们利用非线性晶体对激光强度变化十分敏感的特性,研制了一台三阶相关仪,并对一台飞秒激光器进行了脉冲对比度的测量研究,所得结果揭示出了二阶相关仪所无法得到的信息,为测量飞秒激光脉冲的对比度提供了一种简便的方法.     

飞秒强激光产生沿靶表面出射高能超热电子束

在超短超强激光与固体薄膜靶相互作用研究中,实验上首次观测到了沿靶面方向发射的高能超热电子束.该电子束只有在等离子体电子密度标长较短的条件下才会出现.理论模拟表明,靶表面电磁场的约束作用是产生此电子束的主要原因.这一结果有助于加深对激光愤性约束聚变快点火实验中的锥靶物理过程的理解,并有潜在的应用前景.     

全固态飞秒激光同步抽运的光学参量振荡器

飞秒光学参量振荡器(OPO)能产生从紫外到中远红外波段的可调谐飞秒激光脉冲,在频率计测、生物医学、大气探测、宽带通信及国防等领域有着广泛的应用。对飞秒钛宝石激光器同步抽运OPO进行了研究,相继实现了波长稳定在1053 nm的高功率飞秒OPO运转。在此基础上,进一步研究了高功率掺镱全固体飞秒激光器同步抽运OPO。结合国内外飞秒OPO的研究进展,对未来全固态飞秒激光器同步抽运OPO的发展进行了展望。     

全固态连续波Yb:YGG激光器的理论与实验

Yb:Y3Ga5O12(Yb:YGG)晶体是具有优异光谱特性和热力学性能的一种新型激光增益介质。利用准三能级系统速率方程,对激光二极管纵向泵浦的全固态连续波Yb:YGG激光的输出特性进行了理论分析和数值计算。在此基础上设计并进行了该激光的实验研究,采用最佳透过率6%的输出镜,在6.8 W泵浦下得到了2.3 W的最大功率,实验结果与理论分析结果吻合,对应中心波长为1037 nm,最大斜效率达71.8%。     

采用钛宝石薄片作为增益介质的再生放大器

实验研究了以钛宝石薄片作为增益介质的再生激光放大器,其钛宝石薄片厚度为2mm,前表面作为通光面,镀有对抽运激光和放大激光增透的高阈值双色介质膜,后表面作为反射面,镀有对抽运激光和放大激光高反的高阈值双色介质膜,晶体对抽运激光的吸收率大于80%(1次透射和1次反射)。在再生腔中,钛宝石晶体不仅作为增益介质,也作为反射腔镜,简化了放大腔腔型。钛宝石晶体采用端面冷却的方式,极大地降低了晶体中的热效应,从而提高了放大脉冲激光的光束质量,在此基础上获得了能量为5.2mJ的放大激光脉冲输出,能量转换效率达到11.5%,放大激光光束质量因子M2小于1.2。     

飞秒激光啁啾脉冲放大中压缩光栅的等离子体清洗

在飞秒太瓦激光装置中,高效率的压缩光栅是获得高峰值功率飞秒激光输出的最重要光学元件之一。虽然光栅安装在无油的真空室内,但当光栅受到强激光的辐照时,真空中残存的气态有机物会被碳化并沉积在光栅表面,使得光栅受到"污染",衍射效率大大降低。激光辐照累积的热量会导致光栅结构发生变化,甚至会造成光栅的永久损伤。为此发展了用等离子体来清洗光栅表面污染层的方法,实验结果表明该方法非常有效地清洗了光栅表面的污染,提高了衍射效率并避免了光栅的损伤。该方法简单,易于操作,可以安装在压缩光栅真空室上,在不影响真空室里面的光学元件情况下可以实现实时清洗。     

连续锁模皮秒Yb:LSO激光实验研究

报道了稳定连续锁模皮秒Yb:LSO激光脉冲的产生研究.实验中增益介质采用原子数分数为5%掺杂的Yb3+:Lu2SiO5(Yb:LSO)激光晶体,利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为被动锁模元件.在2 W抽运功率下,获得了平均功率70 mW的Yb:LSO激光稳定锁模输出,重复频率69.8 MHz;实际测得脉冲宽度为3.6 ps,脉冲中心波长可分别运转于1047 nm及1066 nm.     

超宽光谱飞秒激光脉冲的产生研究

以掺钛蓝宝石激光为代表的自锁模激光是90年代激光技术最重要的研究成果之一，目前采用石英棱镜色散补偿方法可以产生8．5fs的光脉冲，啁啾镜色散补偿方法可以获得7．5fs的光脉冲，结合半导体饱和吸收体可以获得6．5fs的光脉冲．这些近极限宽度脉冲的获得都是以短增益长度的钛宝石晶体为核心的，其所得脉冲对应着极宽的光谱范围．实际上，根据测不准原理及傅里叶变换关系，具有极宽带宽的超宽光谱是获得极短脉冲宽度的必要条件之一，因此在飞秒激光的产生研究中，先借助简单的光谱测量手段获得具有最大宽度的频谱宽度，是快速产生近极限脉宽…     

Yb3+:FAP激光晶体实现1.04 μm CW激光输出

以 Yb3 为激活离子的激光晶体理论量子效率可以达到 90 %以上。另外 ,这种激光晶体具有比以 Nd3 为激活离子的激光晶体大几倍的储能能力。在各种 Yb3 激光晶体中 ,以 Yb3 :FAP晶体的综合性能最为引人注目。我们最近进行了用钛宝石激光器抽运 Yb3 :FAP晶体的激光实验 ,并在这种晶体上实现了激光输出。实验所用晶体的尺寸为 1 0 mm× 5 mm× 5 mm,c向为轴向 ,Yb3 在晶体中的浓度为 1 .3at- % ,用钛宝石激光器作为抽运源 ,抽运波长为 90 2 nm,功率为 70 0 m W。采用轴向抽运方式 ,抽运光经透镜聚焦在晶体的前表面 ,前表面作为激光共振腔…