激光等离子体诊断用微微秒紫外高功率激光脉冲的产生

氙灯泵浦的可调谐染料激光器锁模脉冲用XeCl准分子激光器泵浦的三级染料激光放大器放大后,经倍频再用XeCl准分子激光器放大,在308毫微米处获得了微微秒高功率激光脉冲输出,其峰值功率可达500兆瓦,功率净增益为200。     

万兆瓦可调谐新型钕玻璃激光系统

中国科技大学物理系吴鸿兴、郭大浩、王声波、戴宇生等基于钕玻璃具有较宽的增益带宽这一特点,在可调谐钕玻璃调Q激光振荡器、调谐过程中各放大器的增益的调配技术两个方面取得了突破。研制成功了国际上第一台万兆瓦可调     

片状放大器系列的设计(物理参数)与研制

片状放大器系列,包括通光口径为φ100mm、φ150mm,φ200mm三种规格。本文论述了在高功率钕玻璃激光系统中,由于钕玻璃负载强度及非线性小尺寸自聚焦的限制,输出激光功率的提高总是以扩大工作物质的口径为代价。又由于钕玻璃的热导率低,大口径棒状放大器光泵热畸变比较严重,对激光束的质量影响较大。片状放大器是多灯面泵浦的,保证了光泵的均匀性,因而在大型钕玻璃激光系统中采用片状放大器是必要的。给出了片状放大器系列在设计中所考虑的问题:工作物质的选择、寄生振荡的抑制、光泵系统以及对钕玻璃片加工面     

20 TW SPS装置超短脉冲激光研究获阶段性重大进展

高功率激光物理国家实验室在国家高技术惯性约束聚变主题的支持下 ,经过不懈的努力又成功建成了一台基于钕玻璃放大器的 2 0TW超短脉冲系统 (SPS装置 )。其输出功率水平相当于实验室前年建成、国内规模最大的神光Ⅱ装置输出功率总和的两倍以上。新的SPS装置采用相干公司的Mira90 0作为振荡器 ,用改装在 1 0 5 3μm工作波长的再生放大器作为预放 ,经过 7级钕玻璃放大器对啁啾脉冲放大及扩束后 ,末级输出光束净口径 1 0 0mm ,光斑近场填充因子大于 5 0 %。经过主放大器放大的啁啾脉冲随后进入一对 4 0 0mm× 1 90mm的涂金光栅压缩器 ,经…     

400 mm口径片状放大器JG2钕玻璃增益与激光输出性能实验研究

介绍了用于惯性约束聚变研究高功率激光驱动装置400 mm口径片状放大器系统的JG2钕玻璃片激光增益与激光输出性能等实验研究结果。利用一组三片长的400 mm口径4×2组合式片状放大器系统开展的增益性能实验结果表明,系统工作电压31 kV时小信号净增益系数达到5.37%/cm,小信号增益倍数为1.284倍/片/程,发次运行完成后利用0.3 m/s的洁净干燥气体进行冷却,热恢复时间约为2 h;利用大口径高通量验证实验平台开展的实验结果表明,基于JG2与N41钕玻璃片的优化组合使用最高输出能量达到21.3 kJ/1053 nm,目前已稳定运行500余发,未出现包边胶层异常与材料体损伤等故障。     

宽带激光参量放大器及其在飞秒拍瓦（10^15W）脉冲激光技术中的应用

飞秒超高功率,超高强度激光系统将为极端条件下的激光和物理相互作用提供实验研究手段,支持飞秒激光脉冲放大的宽带激光放大器是研制这类强激光系统的关键单元。本文讨论了参量光放大器的宽带特性,它可用于飞秒啁啾脉冲激光放大。据此,建立利用此方案结合纳秒钕玻璃高能激光装置产生飞秒超强激光脉冲、和传统的钕玻璃啁啾脉冲激光放大相比,ＯＰＣＰＡ可大幅度提高输出功率和光束质量。     

N31钕玻璃片状放大器增益特性研究

在惯性约束聚变(ICF)激光驱动器中,片状放大器系统为装置提供超过99%的能量,是装置最重要的系统之一。大口径高通量验证实验平台(ITB)装置是我国为开展ICF研究而研制的激光装置,单束输出能量达到19.6 k J(脉宽5 ns,中心波长1053 nm)。介绍了大口径N31钕玻璃片在ITB装置400 mm单口径片状放大器系统中应用的增益特性。实验结果表明,采用尺寸为810 mm×460 mm×40 mm、Nd3+离子浓度为3.5×1020cm-3的N31钕玻璃片,结合装置片状放大器系统放电回路参数与抽运腔结构参数优化,输出小信号增益系数达到5.28%/cm,增益损耗比为15∶1;360 mm激光光束口径范围内增益均匀性(最大值/平均值)达到1.063∶1。     

高功率可调谐皮秒光纤激光产生技术

实验研究了一种基于增益开关激光二极管和掺镱光纤放大器的高功率可调谐皮秒激光脉冲产生技术与系统.采用增益开关激光二极管作为种子源,多级掺镱单模光纤预放大器和两级大模场双包层掺镱光纤主放大器构成的放大系统,以及增益补偿技术、可调谐滤波技术、Sagnac环技术和包层泵浦技术相结合的方法,获得了中心波长1 053～1 073 ...     

神光Ⅱ主放大器的进展

作为高功率激光系统的放大器的增益，是决定系统能否达到能量指标的关键因素，特别是主放大器，将有95％的总能量在这里获得．整个激光系统要达到设计要求的增益，主放大器本身的性能无疑是最关键的问题．神光Ⅱ实验装置中，使用了2×2列阵组合式同轴双程主放大器．允许四束φ200（mm）激光束并行通过．用组合式结构来提高泵浦效率，用双程放大来有效地提高能量抽取效率，降低造价．组合式双程放大器设计了独特的同轴型注入和引出光路，避免了大口径光开关的技术难点．利用空间滤波器来实现激光束的注入和引出．前级放大器输出激光束，经补…     

10kW级固体板条激光放大器设计与实验研究

针对传导冷却和端面抽运的激光增益模块特点,设计了一台10kW级高功率全固态板条激光放大器实验装置。分析了激光注入功率密度和入射角度等参数对激光放大器提取效率的影响。实验测试了注入功率密度与激光增益模块光-光转换效率的关系,实验结果与理论分析基本吻合。激光放大器实验装置的种子源通过一级预放大器和两级主放大器放大后获得了高功率和高光束质量的激光输出,激光放大器输出功率达为11.3kW,光束质量7.56倍衍射极限,出光时间110s,光-光转换效率达30%。     

百焦耳级有源反射镜钕玻璃激光放大器

搭建了一套氙灯抽运的有源反射镜钕玻璃激光放大器系统。实验研究了有源反射镜钕玻璃激光放大器的增益特性及能量提取。钕玻璃几何尺寸为380mm×160mm×30mm,掺杂浓度为2.2%(质量分数)。充电电压为23kV时,实验测得系统的小信号增益系数为0.056cm-1,储能效率为2.0%。充电电压为22kV时,输出激光光斑尺寸为126mm×126mm,脉冲宽度为5ns;预放注入能量为6.67J时,激光放大系统获得最大为349J的能量输出。系统静态波前峰谷(PV)值为8.38λ。     

基于电光开关的高功率准分子激光MOPA系统ASE抑制

高功率准分子激光系统中的放大自发辐射(ASE)会引起主脉冲信号对比度下降,从而导致放大过程中激光脉冲信号对比度下降以及波形展宽和畸变,影响精密物理实验的开展。基于电光开关产生短脉冲的原理,对紫外波段电光开关进行了研究,建立了一种抑制准分子激光放大链ASE的方法。在对主振荡功率放大(MOPA)系统第一级预放大器的削波实验中,单电光开关和双电光开关消光比分别达到了103和104量级,削波后的激光脉冲信号对比度由原来的几十倍分别提高到105和106量级。在单路MOPA系统放大实验中,采用级联双电光开关进行了系统的ASE控制,并最终在靶面获得了良好的窄脉宽放大激光脉冲,为高功率准分子激光系统中波形放大问题提供了一个有效的解决方案。     

万兆瓦级钕玻璃激光器

本文介绍了提供等离子体加热研究用的万兆瓦级钕玻璃激光行波放大器。在全宽为8毫微秒脉宽时,器件的单脉冲输出能量约为80焦耳,脉冲前沿不大于1毫微秒,光束的发散角为0.5～1毫弧度(全角),峰功率大于1.5×10~(10)瓦。已成功地应用于激光加热等离子体研究中。     

高功率、宽调谐掺Tm光纤主振荡功率放大器

输出波长位于2μm附近的可调谐掺Tm激光器在光通信、激光雷达、环境监测等领域都有广泛的应用。介绍了基于主振荡功率放大(MOPA)方式的高功率、宽调谐掺Tm光纤放大器的实验研究。其中,主振荡系统采用闪耀光栅的Littrow衍射提供外腔反馈和波长选择,实现了调谐范围超过160nm(1921～2084nm)的低功率激光输出。为提高该激光器的输出功率,采用MOPA方式对其进行一级放大,实现了高功率、宽调谐激光输出。调谐范围大于140nm(1936～2081nm),且在大于100nm(1962～2066nm)范围内输出功率均超过54W。在中心波长1981nm处,获得功率为77.4W,斜率效率为34.4%的高功率激光输出。     

高功率激光器菲涅尔棱体双程放大的实验研究

设计研制了采用硅酸盐钕玻璃作为工作物质的菲涅尔棱体作为导光部件的双程放大器。棱体通光面镀以1.06μm增透膜,通光口径φ40～65mm。在上海光机所千兆瓦高功率钕玻璃器件上进行了实验     

神光-Ⅲ原型装置预放钕玻璃高增益自激振荡的分析与抑制

在高功率激光装置的预放系统中,高增益放大单元提供超过106的增益倍数,极易形成自激振荡,降低光束放大倍数、破坏光学元件。基于高功率固体激光系统自激起振的主要判据,通过分析钕玻璃高增益系统损耗与增益的大小,研究了神光-Ⅲ原型装置高增益放大单元的自激振荡问题。分析了系统可能存在的自激振荡腔,指出系统可能存在3个起振的振荡腔。通过采取钕玻璃端面引入倾角、适当的光路调节、加隔离和电光开关等方法,在一定程度上抑制了自激振荡,进行了相应的实验验证,实验结果表明通过上述措施基本消除了自激光问题。     

高功率钕玻璃固体激光放大器物理性能优化设计

给出高功率固体激光放大器小信号增益特性的时间和光谱分辨的物理模型,该模型包括了激光放大器能量转换的4个主要环节:(1)抽运源,(2)腔传输,(3)增益介质和(4)增益特性与储能效率.该模型详细地考虑了氙灯辐射的光谱和时间特性,以及增益介质中钕离子的光谱吸收特性.为避免大量的数值运算,从而对不同的放大器构型进行快速的优化判断,模型中采用了经验方法来描述放大器的放大自发辐射效应.利用该物理模型,我们对目前正在研制的口径达300 mm×300 mm高功率钕玻璃固体激光放大器的各单元参数进行了细致的优化,并给出了放大器的增益特性及储能效率,模拟计算结果表明,在23 kV常规工作电压下(氙灯工作负载fx=0.2),放大器小信号增益系数为5.1%cm-1,储能效率为3.1%,满足设计要求.最后我们还利用该模型对几种典型的放大器进行了综合比较,包括单口径片状放大器(SSA)、Beamlet 2×2片状放大器、NIF 4×2片状放大器等.(OC37)     

用无极脉冲放电管泵浦兆兆瓦级碘原子激光放大器的建议

以脉冲无极放电作激光泵浦源,可提供高峰值功率、高紫外分量、高光学耦合效率、长使用寿命,并有良好的再现性。这一特点可望用于高功率碘原子激光器。本文提出一个以此种方式泵浦的兆兆瓦级、直径20厘米的激光放大器方案,论述了此种泵浦系统的特点。     

LD抽运多波长Nd∶YAG激光器的研究

高功率准连续半导体激光器(QCWLD)及抽运的高重复率电光Q开关多波长Nd∶YAG激光器输出1064 nm, 532 nm , 355 nm三个波长纳秒量级的脉冲激光,可用于非线性光谱研究、光探测和测距、激光雷达、光参量振荡的抽运源、光刻及微加工、材料处理、医疗等方面,是非常理想的光源.这种激光器具有以下优点:转换效率高,重复率高,脉宽窄,整机小巧,稳定可靠,光学质量好以及全固态等.因此,它具有非常重要的使用价值和经济效益.本文主要报道高功率QCWLD抽运电光Q开关三波长Nd∶YAG激光器的实验结果. 实验装置采用QCW 800 W LD作为抽运源,其发光尺寸为4.8 mm×45 mm, Nd∶YAG激光介质为φ4 mm×10 mm,YAG晶体用铟箔包裹放在水冷却的铜块上.利用KTP晶体Ⅱ类非临界相位匹配进行倍频,其KTP晶体尺寸为5 mm×5 mm×8 mm.利用BBO Ⅰ类非临界相位匹配进行三倍频,其BBO晶体的尺寸为8 mm×8 mm×8 mm. 实验研究了抽运光功率、温度、重复率、输出镜的透过率、腔长等参数对激光三波长输出特性的影响.当LD抽运光单脉冲能量为60 mJ时,1064 nm光脉冲的能量达到8.5 mJ,最窄脉冲宽度20 ns;532 nm光脉冲能量2.9 mJ;355 nm脉冲能量1.5 mJ,电光调Q激光器的最高重复率可达到500 Hz.(PC10)     

片状放大器的静态波象差及对激光束方向性的影响

用三平板同轴全息干涉仪,研究了通光口径为φ100mm磷酸盐钕玻璃片状放大器的静态波差畸变;用CCD扫描测出再现焦点的尺寸,由此给出静态波象差对激光方向性影响的定量结果。