稳定腔激光模式理论的再研究

为了完善和发展激光器谐振腔的模式理论,要求对稳定腔激光器模式理论进行再研究。采用一种解析方法对稳定腔激光模式的光场分布进行了求解,得出稳定腔激光模行波光场分布的一种解析表达式,并用图视的方法给出了一台平-凹谐振腔Nd:YAG激光器的几个低阶模光强分布的计算结果,以此深化了对稳定谐振腔激光模式理论的认识。     

高功率脉冲激光器抗失调谐振腔的研究

为简化高功率激光器谐振腔结构,提高激光器特别是高功率脉冲激光器的稳定性,增加基模体积,改善光束质量,采用直角内外圆锥面组合反射镜作为全反镜,平行平面镜作为输出镜组成新型激光谐振腔。使用高功率脉冲CO2激光器,研究了新型激光谐振腔的单脉冲输出能量和直角内外圆锥面组合反射镜失调角的关系以及新型腔激光器在全反镜失调时输出光斑的改变,并和平凹稳定腔脉冲CO2激光器进行了比较。实验结果表明,若两种激光器的全反镜失调角相同,组合锥面全反镜谐振腔激光器的单脉冲输出能量降低的程度不到平凹腔激光器的50%。在组合锥面全反镜失调角达到6′时,新型激光谐振腔激光器输出光斑形状没有明显变化。新型激光谐振腔的抗失调稳定性远超过平凹稳定腔。     

基模运转的热稳定定向棱镜谐振腔设计

为了提高军用固体激光器的稳定性,利用g3参数等价腔分析法,设计了一种在高功率 固体激光器热焦距变化较大时能保持稳定的基模运转的免调试定向棱镜谐振腔,理论分析与实验结果基本吻合,满足了军用固体激光器对高功率、高光束质量和高稳定性的要求。     

若干固体激光腔的分析与评价

本文运用变换圆图解法对一些常用的中小功率固体激光器的谐振腔作一概要的分析;同时从谐振腔的热稳性、模式特性、紧凑性及激活介质的利用率等方面的优劣性给出评价。 一、变换圆图解法 在固体激光器中,由于激光棒内热透镜效应的存在,各种固体激光腔实际上是一些包含热透镜的复杂谐振腔。为了更好地分析这些复杂谐振腔,我们引入两种变换圆,用来描写高斯光束通过透镜时的变换关系。     

双端抽运双Nd:YVO4连续绿光激光器

为了提高半导体激光器抽运的全固态激光器的输出功率与光-光转换效率,设计并使用了双端抽运双Nd:YVO4绿光激光器。通过激光晶体温度场特性的研究以及依据光束的传输矩阵,分析了双激光晶体热透镜效应对于谐振腔稳定性的影响,设计了双端抽运双激光晶体折叠腔。在双端抽运双Nd:YVO4绿光激光器系统中,LBO晶体采用了Ⅰ类非临界相位匹配腔内倍频方式,当抽运光功率为26.56W时,获得了5.5 W的稳定连续绿光输出,其光-光转换效率为20.7%。结果同时表明,在谐振腔内插入双激光增益介质,不仅可以提高激光器的光-光转换效率,而且两个激光晶体热透镜效应相互作用的结果可以增强谐振腔的稳定性。     

双端抽运双Nd∶YVO4连续绿光激光器

为了提高半导体激光器抽运的全固态激光器的输出功率与光-光转换效率,设计并使用了双端抽运双Nd∶YVO4绿光激光器.通过激光晶体温度场特性的研究以及依据光束的传输矩阵,分析了双激光晶体热透镜效应对于谐振腔稳定性的影响,设计了双端抽运双激光晶体折叠腔.在双端抽运双Nd∶YVO4绿光激光器系统中,LBO晶体采用了Ⅰ类非临界相位匹配腔内倍频方式,当抽运光功率为26.56 W时,获得了5.5 W的稳定连续绿光输出,其光-光转换效率为20.7%.结果同时表明,在谐振腔内插入双激光增益介质,不仅可以提高激光器的光-光转换效率,而且两个激光晶体热透镜效应相互作用的结果可以增强谐振腔的稳定性.     

掺杂光纤激光器与放大器

本文重点对稀土掺杂光纤激光器与放大器进行了综述。对光纤激光器与放大器的基本结构和原理作了简要说明。进而分析讨论了掺杂光纤中的激光过程以及基质材料、掺杂稀土离子种类及其浓度等因素的影响,并给出一些重要结论。在光纤激光谐振腔的设计方面,主要介绍了光纤环形腔、光纤环路反射器及其双环谐振腔、Fox-Smith谐振腔等。在此基础上对光纤激光器及放大器的实例、光纤激光器的频率调谐、线宽压缩以及调Q、锁模等分别做了评述。     

可调谐单纵模多波长光纤激光器的研究

为了实现对台阶高度和绝对距离等物理量的高精度干涉测量,采用在一个光纤激光器中构建多个激光谐振腔的方法,构建了能同时发出多波长激光的光纤激光器。每个激光谐振腔都利用掺铒光纤作为增益介质,利用光纤光栅作为波长选择元件,改变光纤光栅的布喇格波长,即可改变对应谐振腔的激光波长。各个激光谐振腔独立但部分重叠,在重叠区域利用光纤耦合器构成复合子腔,使每个激光谐振腔都是复合激光谐振腔,从而使每个激光谐振腔都发出单纵模激光。结果表明,该光纤激光器能同时发出功率和频率都稳定的多波长激光,且每个波长都是单纵模激光;在4h内,每个波长的波长稳定性优于0.01nm。该设计对可调谐单纵模多波长光纤激光器的研究是有帮助的。     

掺镱光子晶体光纤激光器谐振腔的实验研究

为了对光纤激光器的谐振腔进行优化,研究了976nm半导体激光器后向抽运掺Yb3+双包层光子晶体光纤在不同腔结构下的输出特性。在实验中分别采用平面镜和平凹镜作为后腔镜对谐振腔进行了研究,利用平面镜做后腔镜时,存在模式竞争现象,激光输出线宽约10nm,激光输出斜率效率为9%;而利用平凹镜做后腔镜时,模式稳定,激光输出线宽约5nm,激光输出斜率效率为11%。结果表明,利用平凹镜做后腔镜时,激光器的模式更稳定、线宽更窄,并且效率更高。     

珀罗棱镜谐振腔的机械稳定性

1、概述激光器件的机械稳定性是激光应用中的一个重要问题.在军事上特别是在机载航空应用上,激光器工作条件苛刻,振动、冲击、变形等造成谐振腔失调的因素,对激光器的影响比较严重.故一个实用的激光器,必须具有高度的机械稳定性.本文就珀罗棱镜谐振腔的机械稳定性作了简单分析,介绍了一些稳定性实验的情况.可以看出,棱镜腔与常规法布里一珀罗腔相比,具有很高的机械稳定性.其稳定度(约4mrd)比平行平面腔稳定度(约0.27mrd)高出一个数量级.在一定程度上能够保证激光器件在较恶劣环境中工作的稳定性.目前,在国外军事应用中,多采用棱镜谐振腔激光器件.     

掺镱光子晶体光纤激光器谐振腔的实验研究

为了对光纤激光器的谐振腔进行优化,研究了976nm半导体激光器后向抽运掺Yb3+双包层光子晶体光纤在不同腔结构下的输出特性。在实验中分别采用平面镜和平凹镜作为后腔镜对谐振腔进行了研究,利用平面镜做后腔镜时,存在模式竞争现象,激光输出线宽约10nm,激光输出斜率效率为9%;而利用平凹镜做后腔镜时,模式稳定,激光输出线宽约5nm,激光输出斜率效率为11%。结果表明,利用平凹镜做后腔镜时,激光器的模式更稳定、线宽更窄,并且效率更高。     

用于机载激光测距／指示的激光器原理实验研究

本文介绍了激光器原理实验情况，着重介绍了波罗棱镜谐振腔电光调Q激光器重频实验及平凸非稳腔激光器实验结果及分析，文中对激光输出性能，输入能量及谐振腔腔长等几个相关又互相制约的参数进行分析，以便根据要求合理选择其参数，提高激光器质量，并通过对平凸非稳腔的理论分析及实验测试，设计出了较小发散角，较高效率的平凸非稳腔激光器。     

固体激光谐振腔研究的进展

本文对固体激光谐振腔的某些新进展,包括动态稳定腔、径向可变反射率镜腔和板条激光器用光腔,作了详细分析和讨论。     

光纤光栅耦合附加腔被动锁模激光器特性的分析

对光纤光栅耦合附加腔被动锁模激光器进行了详细分析 ,得到了附加腔锁模激光器的振荡条件。研究表明在稳定工作状态下 ,附加腔锁模激光器的增益、损耗、两腔之间的耦合效率以及激光振荡波长等参数在复平面上将构成一个近似的等腰三角形。对振荡初期增益的研究表明 ,主腔增益在光纤光栅中心波长两侧有明显的不对称性 ,这将会造成激光器输出光脉冲光谱的不对称性。对谐振腔的进一步分析表明 ,由于光波在光纤光栅中具有一定的穿透深度 ,为了实现激光振荡 ,两谐振腔的名义长度差需要保持一个确定的值     

一种横流CO2激光器多折非稳腔

为充分利用高功率横流CO2激光器工作物质反转介质以及提高激光光束质量,采用外光桥、内光腔形式一级振荡,两级放大的非稳腔的光腔结构,提出一种多折非虚共焦非稳激光谐振腔.采用外光桥内光腔结构,安装调试方便,能满足激光器稳定运行的要求.多折非稳激光谐振腔结构可充分利用辉光放电区及其下游介质增益,获得足够大的高质量的激光功率输出.用有限元的方法,对该类型的激光谐振腔的特性进行了理论分析.分析结果表明,该多折非稳腔输出激光远场能量分布与多模激光能量分布相似,但非稳腔输出激光远场相位分布不存在180°跳变,因而具有很好的聚焦性能.     

猫眼谐振腔在全外腔长氦氖激光器中的应用

将猫眼逆向器作为反射镜，应用在全外腔长氦氖激光器中组成猫眼谐振腔来提高激光谐振腔的稳定性，并设计了一套检测猫眼逆向器的装置。以功率稳定性为参考指标，做了一系列对比实验来研究猫眼谐振腔氦氖激光器和现有氦氖激光器在失调特性、温度漂移方面的性能差异。结果表明，猫眼谐振腔激光器稳定性显著优于传统平凹谐振腔激光器。     

内腔He-Ne激光器光束方向漂移的研究

一、引言 激光准直技术已经在工业生产、测绘和计量等方面获得了广泛应用。为了提高准直精度人们已经采取了一系列措施,如采用外腔式激光器,用石英等热膨胀系数小的材料固定谐振腔,减小激光管的热不均匀性等。还有采用双光束的方法可使准直精度大大提高。我们在这里提出一种以固定激光器输出平面镜的简单方法,也可以使方向漂移大大减小。 二、一般考虑 在通常的激光器的使用中,人们一般都采用固定支点约位于离激光管两端四分之一管长处。在激光准直应用中,采用这种固定方式是不好的,必须考虑固定方式对激光束方向漂移的影响,这一点也容易被人们所忽视。在激光准直应用中,除了大气湍流对激光束方向漂移产生影响外,引起激光束方向漂移的另一个主要因素来自激光器本身,即谐振腔的形变引起输出激光束的漂移。     

外腔倍频伺服控制系统的研究

文章阐述了激光谐振腔长控制原理,介绍了一种外腔倍频激光系统的组成及工作原理,对该系统中激光器谐振腔长的控制算法进行了研究,这种算法能使系统快速精确地对激光器的谐振腔长进行伺服控制,使外腔倍频激光系统能够稳定的工作在最佳状态.     

高稳定及免调试“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的研究

提高谐振腔的稳定性一直是激光技术的一个重大问题。将“猫眼”逆向器作为反射镜,组成“猫眼”谐振腔可提高激光谐振腔的稳定性。以功率稳定性为参考指标,做了一系列对比实验来对比“猫眼”谐振腔He-Ne激光器和现有He-Ne激光器在失调特性、温度漂移方面的性能。结果表明,“猫眼”谐振腔激光器稳定性显著优于传统平凹谐振腔和凹凹谐振腔激光器。进行了免调节“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的实验,“猫眼”谐振腔He-Ne激光器的功率稳定性达到了以前各种构造的He-Ne激光器无法达到的高水平。     

热透镜效应对固体激光器输出影响研究

对含热透镜的固体激光器谐振腔进行理论分析,得到等效谐振腔的G参数,分析讨论G参数随泵浦功率的变化,给出了不同腔型输出功率的变化情况.采用TmYAP激光器作为研究对象,由实验验让了不同腔型激光输出功率的变化,得出对平平腔固体激光器而言,短腔适合高功率输出的结论.