准连续预激光调Q单频激光振荡器的稳定性研究

分析了泵浦过程中谐振腔纵模飘移的物理过程,实验上找到了自动控制谐振腔腔长,从而稳定单频激光输出的参考讯号,实现了100%的长时间的高重复率、准连续单纵模激光运转。 高重复率准连续的工作方式,克服了脉冲工作方式的纵模间竟争时间过短及连续工作方式的严重热效应的缺点,使器件工作十分稳定,脉宽和幅度的起伏均小于5%,单色亮度要比     

MOPA激光系统中LD抽运的单纵模主振荡器

在高重复频率、高光束质量的主振荡功率放大器 (MOPA)激光系统中 ,要求主振荡器输出的激光束具有稳定平滑的时间和空间分布 ,以及长的相干长度 ,即要求百分之百的单纵模几率和TEM0 0 模输出。随半导体激光器(LD)技术的进展 ,LD抽运的固体激光器 (DPSL)逐步成为MOPA激光系统中主振荡器的首选。故研究LD抽运单纵模固体激光器 ,对提高MOPA激光系统的性能 ,推动MOPA激光系统的发展和应用都具有重要的意义。通过合理排列光学元件在谐振腔中的位置 ,控制LD聚焦点在Nd∶YAG中的深度 ,大大减小驻波效应对模式的影响 ,研制成功LD端面抽运 ,并采用消除LN晶体电光调Q中“光弹效应”技术的固体激光器。不用附加选模元件 ,获得 5 0～ 10 0 μJ较大能量的单纵模激光。在重复频率 4 0Hz时 ,输出能量 90 μJ ,脉宽约 12ns,长时间运转保持单纵模几率 10 0 % ,能量稳定性± 1.5 % ,满足了MOPA激光系统对主振荡器的要求     

三面共振反射器耦合Nd∶YAG振荡器获得光滑调Q脉冲

光学共振反射器作为Nd∶YAG振荡器的耦合输出腔镜,具有很强的选纵模能力,三面共振反射器具有规则的反射峰调制结构。为获得稳定的单纵模光滑脉冲输出,理论上对振荡器结构参数作了优化设计,并指出振荡器宜在阈值附近工作,以充分发挥共振反射器的选纵模能力。实验上振荡器获得了 17mJ的光滑单纵模脉冲,光滑脉冲出现几率大于 97%     

三面共振反射器耦合Nd:YAG振荡器获得光滑调Q脉冲

光学共振反射器作为Nd:YAG振荡器的耦合输出腔镜,具有很强的选纵模能力,三面共振反射器具有规则的反射峰调制结构.为获得稳定的单纵模光滑脉冲输出,理论上对振荡器结构参数作了优化设计,并指出振荡器宜在阈值附近工作,以充分发挥共振反射器的选纵模能力.实验上振荡器获得了17 mJ的光滑单纵模脉冲,光滑脉冲出现几率大于97%.     

基于CPLD设计实现单横单纵激光器种子注入纵模锁定

基于自滤波非稳腔、种子激光注入及CPLD控制的干涉法纵模锁定技术,研制出一套单横单纵激光器系统；对激光器的工作原理及纵模锁定电路设计进行了说明。该设计具有输出光束质量好,工作稳定,抗干扰性强的特点。该激光器经历了在强干扰环境中长时间的“烤机”实验,单纵模锁定概率达100%。     

高重复频率大能量单纵模主振荡激光器

研制了一台高重复频率电光调Q单纵模主振荡激光器。利用高速电子电路负反馈控制系统,在激光器谐振腔内引入一个随光强动态变化的损耗,建立了准连续的预激光状态,在此基础上进行电光调Q,加上谐振反射器的纵模选择作用,最终实现了稳定的单纵模输出。激光重复频率为1kHz,脉冲宽度为15ns,最高脉冲能量为2mJ,在30min时间内,单纵模几率达100%。激光器结构紧凑,系统简单可靠,已成功应用于激光振荡-放大系统的振荡器中。     

种子注入光学参量振荡器的纵模特性研究

主要对种子注入单纵模光学参量振荡器的纵模特性进行了理论和实验研究。利用数值模拟方法,对光参量振荡器中的场强方程进行了求解,得出在种子注入情况下,单纵模脉冲光参量振荡器的输出光频率主要由谐振腔纵模频率决定,而注入光频率与腔纵模频率的偏差应小于腔纵模间隔。并利用多纵模的Ｈｅ－Ｎｅ激光器作为种子光,成功地获得了单纵模参量光输出     

基于现场可编程门阵列的脉冲单纵模激光器能量稳定控制技术

采用法布里-珀罗(F-P)标准具选模的脉冲单纵模激光器虽具有结构简单紧凑以及波长可调谐的特点,但存在输出能量对腔长变化敏感、长期稳定性差等问题。针对这些问题并根据F-P标准具产生单纵模激光的工作原理,分析了影响此类激光器输出能量稳定性的主要因素,得到了频率、谐振腔长与输出激光能量之间的关系,提出了动态反馈控制腔长的能量稳定控制方法,设计了基于现场可编程门阵列的高速数字电路能量稳定系统。利用所提控制方法对谐振腔长进行周期性调制,采用光电二极管探测纳秒脉冲激光信号的强度。腔长调制引起的纵模频率变化直接影响输出激光信号的强度,通过分析激光强度变化的信息,计算腔长失谐量,以此为依据进行实时的腔长补偿,从而形成闭环控制系统,实现单纵模激光的长期稳定输出。实验结果表明,采用所提控制系统时,纳秒脉冲单纵模激光器能量稳定性得到显著提高,连续工作3h的能量不稳定度达到1.3%。     

种子注入的高峰值功率全固态单频激光器

为了研制光参量振荡器的单频制抽运源，采用偏压反馈的扫描-触发谐振探测技术，设计了种子注入的脉冲重复频率为500Hz的单端抽运键合Nd:YAG的电光调Q单频脉冲激光器，建立了单纵模振荡并进行了理论分析。结果表明，在抽运能量为36.8mJ时，输出单脉冲能量为8.4mJ，光光建模效率为23%，脉冲宽度为6.8ns，光束质量因子M2≈1.3，脉冲峰值功率为1.2MW；利用F-P标准具获得输出激光的干涉图样，经过1h观察，该激光器输出单纵模概率为100%。这一结果对于抽运光参量振荡器的研制是有帮助的。     

稳定的简单结构被动调Q单脉冲单纵模激光器

以激光二极管(LD)环形阵列侧面抽运Nd:YLF棒高增益放大器模块为基础，在经典的平凹驻波腔中加人一片Cr^4 ：YAG晶体作为被动Q开关，利用被动Q开关本身所具有的振荡选模功能以及两端不镀膜的Nd：YLF棒所具有的标准具效应，简便地实现了稳定的单脉冲、单纵模调Q输出。振荡器输出脉冲平均宽度为9．3ns，脉冲宽度稳定性达到8％(RMS)；输出脉冲平均能量为1．218mJ；单脉冲能量稳定度优于3％(RMS)，对应峰值功率达到O．13MW。同时该振荡器长时间工作过程中单纵模输出几率始终优于99％，这种单纵模振荡器结构简单，性能稳定可靠，适合于实际应用以及产品化。     

He-Ne多纵模激光器改为单纵模激光器工作时其物理机制的研讨

本文简述几种制做单纵模激光器的方法以及相应的选模原理,并对多纵模激光器改为单纵模激光器后,其输出功率达到原激光器中单个纵模最大输出功率的4倍以上这一现象,从物理机制上作了初步探讨。根据分析比较,认为法珀标准具插入腔内选模将是He-Ne多纵模激光器改为单纵模激光器的较优方案。     

运行于1053nm的单纵模掺Yb光纤激光器研究

研究了运行于 10 5 3nm波长的光纤光栅单纵模掺Yb光纤激光器的特性。其中 ,采用F P腔结构获得 18mW的单纵模激光输出 ,相移分布反馈 (DFB)结构获得 1 3mW稳定的单纵模激光输出。     

固体激光器的单纵模选择

单纵模激光有频率带宽窄和不受不同模式间拍频影响两个主要特点。前者如对脉冲调Q器件,输出单纵模频宽可做到只受调Q窄脉冲的傅里叶展开的限制(如半宽为10ns的高斯脉冲,其傅里叶展开频宽为44MHz);对连续器件,激光频宽主要受单纵模频率抖动、漂移的限制。这种抖动、漂移是由诸如机械结构的不稳定、振动、温度变化、大气影响等造成的。通过精心设计,可将连续器件的频宽控制到30MHz。采取专门的稳频措施,固体连续     

双波长单纵模掺铒光纤环形激光器设计及实验研究

为了实现1550nm正交线偏振双频激光输出,设计了一种复合环形腔双波长单纵模掺铒光纤(EDF)激光器,以保偏光纤Bragg光栅作为波长选择元件,并采用未抽运掺铒光纤饱和吸收体作为激光单纵模选择元件,从而实现正交线偏振1550nm双波长单纵模激光稳定振荡输出。简要介绍了复合环形腔选模及未抽运掺铒光纤饱和吸收体选模的基本原理,理论分析了未抽运掺铒光纤长度对单纵模选择的影响,实验研究了不同选模情况下双波长激光的振荡特性。实验结果表明:腔内含有保偏光纤Bragg光栅和未抽运掺铒光纤饱和吸收体的复合环形腔。掺铒光纤激光器能够稳定输出1550nm正交线偏振双波长单纵模激光,其波长间隔约为0.344nm。这种双波长单纵模光纤激光器可广泛应用于激光传感与测量以及密集波分复用(DWDM)光纤通信等领域。     

基于体布拉格光栅选模的单纵模激光器

采用体布拉格光栅(VBG)作为纵模选择元件,组合使用透射式和反射式体布拉格光栅构成窄带滤波器进行纵模的选择,在Nd:YLF激光器中得到了单纵模几率100%,单脉冲能量2 mJ,波长1053 nm的单纵模输出.实验结果表明,体布拉格光栅用作选模元件的同时,又用作输出耦合镜,简化了单纵模激光器的结构,提高了抗干扰能力,且具有大功率输出的潜力.     

多普勒激光雷达中种子激光注入的一种鉴别方法

多普勒测风激光雷达以其高分辨率、高精度、大探测范围、能提供三维风场信息的能力,吸引了多国学者的关注,并投入了大量的人力、物力进行研究。所研究的多普勒测风激光雷达采用种子注入的方式获得单纵模、窄线宽、高功率的激光输出。激光器中心频率的缓慢漂移、环境噪音、激光棒温度变化或者振动干扰都有可能导致激光器种子光的注入不成功,出射激光光谱由注入成功时的单纵模输出变为多纵模输出。激光单纵模输出时线宽约为200 MHz,而多纵模时激光线宽很宽。而种子注入不成功时所出射的多纵模激光脉冲将导致瑞利后向散射谱变宽,会增加风速测量误差。该脉冲筛选电路在数据采集环节实现对多纵模激光脉冲的筛选,有效降低了风速测量误差,提高测风准确度。     

基于扭绞保偏光纤光栅的单纵模单偏振掺铒光纤激光器（英文）

提出并实现了一种基于扭绞保偏光纤光栅的单纵模单偏振掺铒光纤激光器。光纤激光器的线型激光谐振腔由两个均匀保偏光纤光栅构成并作为激射波长和纵模模式选择器件,均匀保偏光纤光栅采用248 nm KrF准分子激光直接刻写在不需要氢载的自制保偏光敏掺铒光纤上。利用保偏光纤光栅引起的偏振依赖损耗效应,通过对光纤激光器谐振腔进行适当扭绞,成功实现了稳定输出的单纵模单偏振掺铒光纤激光器。     

自种子注入电光调Q单纵模激光器

为了研制出一台稳定的电光调Q单纵模激光器,采用快速电路主动控制腔内损耗,建立了准连续的预激光作为自注入种子,在此基础上进行电光调Q,再配合谐振反射器的选模作用,获得了稳定的高重频、大能量电光调Q单纵模脉冲输出,重复频率200Hz,最大单脉冲能量1．5mJ,能量抖动小于±2％;并获得了激光通过标准具的干涉图样。结果表明,长时间（大于1h）观察,激光器单纵模几率达100％。预激光技术可以获得高重频、大能量单纵模脉冲输出。     

染料调Q激光器激光输出时间稳定性与纵模结构的关系

采用可饱和吸收体——染料被动式开关作激光器的调Q元件,由于设备和技术都简单,在脉冲固体激光器的应用和基本研究中得到较广泛的运用。 染料调Q输出大功率激光脉冲,由于染料吸收过程的选择作用,在通常情况下,只要是单尖峰输出,一般能保证是单纵模,这比起转镜调Q的宽谱输出好得多。但是,染料调Q的一个缺点是激光输出时间不稳定。使用双脉冲放电激励,可以提高输出时间的稳定性,却破坏了时间相干性,原来单纵模输出变成2个到3个纵模输出。     

体光栅输出被动Cr4+:YAG调Q单纵模Nd:YAG激光器研究

以Cr4+:YAG为饱和吸收体,体布拉格光栅为耦合输出窗,研究了被动调Q闪光灯泵浦Nd:YAG单纵模激光器.通过扭转模腔和体布拉格光栅相结合的方式获得单纵模输出,提高了单纵模输出能量及稳定性.对于不同初始透过率的Cr4+:YAG晶体,得到了单纵模输出能量和脉宽的曲线.单纵模激光最大线宽约为78 MHz.最大单纵模单脉冲输出能量为20.8 mJ,最小的脉宽为13.2 ns,最大峰值功率为1.18 MW.