纳秒量级脉冲光纤激光器研究进展

脉冲光纤激光器作为当前国内外激光领域研究的热点之一,其应用越来越广泛。介绍了获取纳秒量级脉冲激光输出的两种典型结构,并基于相应原理分析了各自的关键性技术。概括了国内外该方向的研究进展,提出了有待于解决的若干问题,最后对脉冲光纤激光器的应用和发展前景进行展望。     

重复频率3Hz、100mJ高光束质量钕玻璃放大器的研制

研制了具有放大纳秒方形激光脉冲的高光束质量、高稳定的激光二极管(LD)抽运的钕玻璃激光放大器。为了获得较高的输出能量,采用LD泵浦的"串联式双程放大"高增益组件进行能量放大。为了获得高光束质量的光斑,利用液晶空间光调制器(LCSLM)对光束近场分布进行空间整形,使之产生特定的空间分布,进而对后级放大器增益不均匀性进行光学预补偿。放大器工作波长为1 053nm,工作频率为3 Hz,输入1nJ的3ns方形激光脉冲,输出激光脉冲能量为100mJ、光束口径为10mm×10mm的方光斑,能量不稳定度小于2%(均方根),净增益大于109。光束的近场调制度小于1.3∶1,远场焦斑衍射极限小于2DL,远场角漂移小于9.5μrad。     

LD端面泵浦Nd:YVO4激光器热管理结构的研究

基于一种LD端面泵浦Nd:YVO<,4>激光器,设计了一种热沉结合外部风扇散热的风冷式热管理结构,并利用有限元分析方法对Nd:YVO<,4>晶体的温度场进行了数值模拟,分析了环境温度及界面热阻变化对晶体热致效应的影响.模拟结果表明,晶体泵浦区的温度梯度约为17 ℃,当环境温度升高时,所设计的冷却方案仍能满足系统的散热需...     

刀口法测平顶光斑和高斯光斑半径的新算法

为了测量平顶光斑和高斯光斑的半径,采用刀口法进行了理论分析和实验验证,并且提出了新的迭代算法。刀口的间距与光斑半径存在正比关系,求出了相应的比例系数。在实际测量中,测得刀口的间距后再乘上相应的系数就可以得到光斑半径。结果表明,将迭代法进行推广,可用于求任意已知强度分布式的光斑半径。     

高效腔内色散调Q Nd:YAG紫外激光器

采用避免激光器不稳定的色散调Q YAG激光谐振腔设计,用Ⅰ类非临界相位匹配LBO晶体,在腔内产生二次谐波,产生的532nm与腔内1064nm在腔内经过Ⅱ类临界相位匹配LBO晶体产生355nm的紫外激光。为了提高谐波转化效率,分别在腔内插入了λ／4波片、偏振片,得到在泵浦捕运光功率约为120W时输出2．5W的355nm紫外激光,功率稳定性RMS在3h内小于0．8％。     

具有连续位相结构的毫米波衍射天线增益的计算

具有连续位相结构的毫米波衍射天线增益的计算樊仲维，卢振武，廖江红（中国科学院长春光机所应用光学国家重点实验室长春１３００２２）在毫米波领域，天线作为定向辐射、接收装置，其增益是设计时首先要考虑的问题。天线具有方向特性，即其在单位立体角内辐射的功率是方...     

全固态高平均功率宽调谐掺钛蓝宝石激光器

介绍了以激光二极管抽运Nd：YAG晶体的倍频激光器为抽运源，高平均功率准连续运转的全固态宽调谐掺钛蓝宝石(Ti：sapphire)激光器。自由运转时，在抽运光功率为16W，透过率为30％时，获得了最高6．44W的掺钛蓝宝石激光输出，相应光-光转换效率大于40％。为了获得宽波段可调谐激光输出，采用石英布氏棱镜对作腔内色散元件，通过调节输出镜获得了调谐范围740～880nm，线宽约1nm的宽波段输出。在抽运光功率为11．5W时，最高输出功率为2．87W，相应的光-光转换效率为25％。作为对比，又研究了重火石棱镜作为腔内色散元件时，掺钛蓝宝石激光器的调谐输出特性，实验表明输出激光的线宽明显变窄，但输出功率却显著下降。     

厚硅片的高速激光切片研究

基于激光切片原理的分析,给出了厚硅片的高速激光切片方法,采用平凸腔补偿工作物质的热透镜效应,利用Nd∶YAG棒本身的自孔径选模作用,获得了光束质量因子M²等于4.19的50 W 1.064 μm激光输出。选取合适的扩束倍数、重复频率和出气孔直径,当切割0.75 mm厚的硅片时,切片速度达400 mm/min;当切割两层叠放的0.75 mm厚的硅片时,切片速度达到100 mm/min。切片的切口光滑,切缝较窄,重复精度高,切片质量好,达到用传统方法难以达到的切片效果。     

60倍高增益钕玻璃放大器

激光二极管(LD)抽运的高增益钕玻璃激光放大器具有增益频带宽、热影响少、能够重复频率工作、体积小等优点,并且因为容易与大口径的钕玻璃放大器组合实现超大能量的激光输出,使得其在强场物理领域应用广泛。但由于钕玻璃受激发射截面小,比YAG等常用的激光晶体低1个数量级,所以要实现高增益放大倍率较困难。中国科学院北京国科世纪激光技术有限公司采用三维旋转对称抽运结构,如图1所示,玻璃管外壁与激光二极管相对的部分镀有反光膜,玻璃棒和玻璃管之间通循环冷却水。图2为增益放大的光路。在注入钕玻璃放大器的能量分别为18μJ和30μJ时,…     

高平均功率高重复率固态双Nd:YVO4基模激光器

报道了采用国产大功率光纤束模块双端泵浦双Nd：YVO4激光晶体和声光调Q技术,实现了高平均功率、高重复频率的1064nm激光输出。通过降低Nd：YVO4激光晶体的掺杂浓度,采用双端泵浦双晶体,在晶体热效应允许的范围内最大限度地利用了泵浦光的能量,通过腔内插入声光调Q器件,在晶体注入总功率为50W的情况下,得到了24W的TEM00模连续波1064nm激光输出。最高重复频率为50kHz时,平均输出功率为22．9W,脉冲宽度为38ns,相应的光-光转换效率为45．8％;在重复频率为10kHz时,具有最大单脉冲能量1．55mJ,相应的脉冲宽度为15ns,峰值功率达到了103kW。