Nd:YAG四倍频激光抽运D2和D2/He受激拉曼散射的实验研究

使用脉冲Nd:YAG四倍频激光抽运充有纯D2气体和D2/He混合气体的拉曼池.实验研究了受激拉曼散射的能量转换效率和能量稳定性与系统主要参量,包括抽运光能量、D2气体压强和加入惰性气体He的关系.实验表明,适量惰性气体He的加入在没有降低一阶斯托克斯散射光(S1,波长:289.04 nm)能量稳定性的前提下,有利于提高其能量转换效率,最大能量转换效率达到22.1%.通过实验分析,得到了受激拉曼散射一阶斯托克斯散射光的能量转化效率和能量稳定性的优化条件.     

外腔抽运SrWO_4反斯托克斯拉曼激光器

报道了外腔抽运的969nm SrWO4反斯托克斯拉曼激光器的特性。利用主动调Q Nd:YAG激光器产生的1064nm激光作为抽运源,SrWO4拉曼谐振腔的光轴与抽运光的传播方向偏离一个角度,实现了抽运光、一阶斯托克斯光和一阶反斯托克斯光之间的非共线相位匹配,得到了一阶反斯托克斯光和一至三阶斯托克斯光的输出,测量了输出激光的脉冲能量、时间和光谱特性。当抽运光能量为120mJ时获得的969nm反斯托克斯光的最大输出能量为0.74mJ,脉冲宽度为3.9ns。同时,获得的斯托克斯光的总能量为23.9mJ,其中1323nm二阶斯托克斯光的输出能量为19.6mJ。由抽运光向斯托克斯光和反斯托克斯光转换的总效率为20.5%。     

532 nm激光抽运CO_2气体的多光谱拉曼激光

基于受激拉曼散射(SRS),研究了一种获得多光谱激光的方法。以Nd\:YAG的二倍频532 nm激光为抽运光,以高压CO_2作为拉曼活性介质,最多可同时输出位于390～755 nm的10种波长。通过优化CO_2压力,得到一级斯托克斯光(S1,574 nm)、二级斯托克斯光(S2,624 nm)和三级斯托克斯光(S3,683 nm)的最大光子转换效率分别为36.6%、19.6%和11.2%。     

主动调Q内腔式Nd…YAG/m-LaVO_4拉曼激光器

实验研究了具有单斜独居石结构的钒酸镧(m-LaVO_4)晶体的室温拉曼光谱,报道了基于m-LaVO_4晶体作为拉曼增益介质的主动调Q内腔式脉冲拉曼激光器。受激拉曼变频实验以波长为808nm的光纤耦合半导体激光器(LD)作为抽运激发光源,Nd…YAG晶体为产生基频激光的增益介质,融石英声光调Q器为主动调Q元件,采用紧凑的法布里-珀罗两镜平凹谐振腔可有效地产生波长为1170.9nm的一阶斯托克斯脉冲激光。当注入抽运功率为6.51W,脉冲重复频率为30kHz时,实验产生的一阶斯托克斯脉冲激光的最高平均功率为767mW,相应的脉冲宽度为13.8ns,单脉冲能量为25.6μJ,峰值功率为1.85kW。     

1064nm纳秒脉冲激发的PbWO_4固态拉曼放大器

研究了外腔钨酸铅(PbWO4)拉曼激光器的输出特性,介绍了由1064nm纳秒脉冲激发的PbWO4固态拉曼放大器。实验所用的抽运源是电光调Q的Nd…YAG纳秒激光器。对于外腔PbWO4拉曼激光器,当入射抽运脉冲能量为40mJ时,实验测得一阶斯托克斯脉冲的最大转换效率为13%,当入射抽运脉冲能量为48mJ时,实验得到包括一阶斯托克斯脉冲在内的总散射光的转换效率为34%,获得的二阶斯托克斯脉冲的转换效率为23%。PbWO4拉曼放大器是对外腔PbWO4拉曼激光器产生的一阶斯托克斯脉冲进行放大,实验获得的放大后一阶斯托克斯脉冲的最大输出能量为11mJ,放大倍数为3.3。     

BaWO4晶体的高效受激拉曼散射

采用腔外单次通过方式,实现了BaWO4晶体的高效受激拉曼散射(SRS).当抽运光为532 nm皮秒激光脉冲时获得了5级斯托克斯线(559.64 nm,590.26 nm,624.42 nm,662.76 nm,706.18 nm)和3级反斯托克斯线(463.42 nm,484.24 nm,507.04 nm),测量了BaWO4晶体各级拉曼散射谱线的阈值和增益系数,受激拉曼散射的整体转换效率高达78%.当抽运光为355 nm皮秒激光脉冲时观察到3级斯托克斯线(366.52 nm,379.40 nm,393.22 nm),根据一级斯托克斯线的抽运阈值得到相应的拉曼增益为51.8±2.7 cm/GW.实验表明BaWO4晶体具有易生长、透光波段宽、抗光损伤能力强、增益系数大等优点,有望在全波段可见激光的产生方面获得重要应用.     

1064 nm Nd…YAG激光抽运二氧化碳气体中的受激拉曼散射

利用强激光作用在高压二氧化碳气体中产生受激拉曼散射作为激光波长转换的机理,获得了1248nm激光输出。结果表明:采用波长为1064nm的抽运光,通过优化二氧化碳压力及透镜聚焦参数,得到了一级斯托克斯光(S_1,1248nm)的最大转换效率为36.6%,最大单脉冲能量为82mJ。     

级联Nd:GdVO4自拉曼1 309 nm激光性能研究

报道了基于半导体激光端面抽运的a切Nd:GdVO4晶体级联自拉曼激光的输出特性。利用Nd:GdVO4晶体的优异激光特性和较强的拉曼增益,结合使用针对级联拉曼设计的宽带高反腔镜,在声光Q开光调制下,成功实现了基于882 cm-1频移的1 309 nm波长二阶斯托克斯激光输出。在10 W入射抽运功率和50 kHz重复频率下,获得了平均输出功率1.48 W,脉冲宽度5.3 ns的1 309 nm激光输出,对应的二阶斯托克斯激光阈值和光光转换效率分别为5.9 W和14.8%。结果表明:以Nd:GdVO4作为自拉曼晶体,通过级联拉曼可实现高效二阶斯托克斯激光输出,对丰富固体激光波长具有重要价值。     

端面抽运Nd:YAG/Cr^(4+):YAG/KTA被动调Q级联拉曼激光器EI北大核心CSCD

报道了基于KTA晶体671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移的LD端面抽运被动调Q级联拉曼激光器。采用Nd:YAG/Cr^(4+):YAG复合晶体产生被动调Q的脉冲基频激光来驱动KTA晶体,研究了不同入射抽运功率下级联拉曼激光的输出功率、光谱和脉冲特性。随着抽运功率的增加,输出激光波长从以671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移级联拉曼的1178 nm单波长过渡到与1212 nm同时输出的双波长。在10.05 W的入射抽运功率下,获得了280 mW平均输出功率,6.2%转化效率的双波长激光。对应的脉冲宽度和重复频率分别为1.2 ns和10.3 kHz,单脉冲能量和峰值功率分别为27.2μJ和22.7 kW。结果表明:基于KTA两个相当增益强度的频移,结合腔镜镀膜控制可以获得丰富的斯托克斯激光波长。     

单纵模Nd∶YAG激光抽运H_2-He混合气体中的强后向受激拉曼散射

用单纵模Nd∶YAG二倍频激光(波长532 nm,线宽0.003 cm-1,脉宽(半峰全宽,FWHM)6.5 ns)抽运H2/He气体,观察到很强的后向一阶斯托克斯(BS1)受激拉曼散射。在H2的分压分别为1.0 MPa和1.5 MPa的H2/He(体积比)(3/7)混合气体中,当抽运能量为92 mJ时,后向一阶斯托克斯光的量子转换效率高达69%左右,而在纯H2中后向一阶斯托克斯光的量子转换效率分别只有15%和18%。这是因为加入He增强了后向拉曼散射多普勒线宽的Dicke压窄效应,使后向一阶斯托克斯光的拉曼增益系数与前向一阶斯托克斯(FS1)光的拉曼增益系数的比率提高,而且因为后向一阶斯托克斯光与抽运光在反方向传播,它可以提取大部分抽运光的能量,并且脉冲被压窄到1.1 ns,使后向一阶斯托克斯光峰值功率达到了抽运光的2.6倍。从激光光斑的强度分布可以观察到后向一阶斯托克斯光呈现为抽运光的相位共轭波。     

Stimulated Raman shifting of the Nd:YAG fourth harmonic (266 nm) inH2, HD, and D2

The dependence of the first Stokes stimulated Raman conversion efficiency of fourth-harmonic radiation from a Nd:YAG laser at 266 nm has been studied for the isotopic species H₂, HD, and D₂ as a function of gas pressure and laser energy using a low numerical aperture (~4.5×10^-3) pumping geometry. While the laser energy threshold for first Stokes conversion is seen to vary significantly between the species it has been found that photon conversion efficiencies of at least 50% can be achieved for all of them for laser pump energies at 266 nm ⩽50 mJ/pulse. This study provides a new measurement of the differential cross section for stimulated Raman scattering in HD of 8.1±2.4×10^-29 cm²/sr at 266 nm and at high pressures, and agreement is found with previous measurements of the cross sections for H₂ and D₂. The results have been used to optimize the laser transmitter system for a differential absorption lidar (DIAL) system to measure tropospheric ozone concentration profiles     

固体三倍频激光在高压H2中受激拉曼散射的实验研究

利用Nd∶YAG激光器的三倍频输出 (35 5nm)在H2 中的受激拉曼散射 (SRS)获得波长在 2 0 4～ 86 7nm范围内的激光输出。当抽运能量为 70mJ时观察到四阶Stokes光和五阶Anti Stokes光 ,其中第一阶Stokes光 (416nm)输出能量为 2 8 7mJ,第二阶Stokes光 (5 0 3nm)输出能量为 16mJ,一阶Anti Stokes光 (30 9nm)输出能量为 3mJ。研究了H2 压力和各阶Stokes光能量的关系 ,同时观察到环行光斑和脉宽压缩现象。     

外腔式KGd(WO4)2 Raman激光器的输出特性研究

研究了外腔式KGd（WO4）2 Raman激光器在红外纳秒脉冲抽运下的输出特性，通过改变KGd（WO4）2晶体的方位，实验得到了1159nm、1178nm、1272nm和1317nm 4个波长的红外Raman激光输出。波长为1159nm和1178nm的一阶Stokes脉冲的最大输出能量分别为23．9mJ和19．2mJ，相应的转换效率分别为34．8％和28％；波长为1272nm和1317nm的二阶Stokes脉冲的最大输出能量分别为17．6mJ和15．2mJ，相应的转换效率分别为28．1％和22．7％。     

一种线形腔的多波长布里渊掺铒光纤激光器

布里渊掺铒光纤激光器(BEFL)是一种利用非线性效应——布里渊散射来实现多波长输出的激光器,波长间隔大约为0.088 nm(11 GHz).研究了一种多波长布里渊掺铒光纤激光器线形结构,通过引入反馈实现多波长输出.在布里渊泵浦功率为11 mW,980 nm泵浦功率为12 mW时获得了波长间隔为0.08 nm的34个波长的激光输出以及1 525～1 570 nm可调谐范围.并通过调节980 nm抽运光功率以及布里渊泵浦光波长,实现了可调谐的多波长输出.还研究了980 nm抽运光功率对产生的斯托克斯光波数的影响.     

间隔双倍频移的可调谐多波长布里渊/铒光纤激光器

设计了一种结构简单的波长间隔双倍布里渊频移的可调谐多波长布里渊/铒光纤激光器。利用一个3 dB耦合器形成复合环形腔结构,使奇数阶斯托克斯信号被局限在一个腔内循环,仅有初始布里渊抽运信号和偶数阶的斯托克斯信号能够耦合输出,实现了波长间隔双倍布里渊频移的多波长输出。分析了不同布里渊抽运功率、不同980 nm抽运功率下激光器的输出特性。在布里渊抽运信号功率10 dBm,980 nm抽运功率110 mW的情况下,激光器在1555~1565 nm范围内获得了波长间隔0.176 nm的6个波长输出。     

差分吸收激光雷达测量对流层臭氧

利用激光雷达对对流层2～4km高度范围的臭氧分布进行了测量.测量结果表明,利用YAG激光器产生的两个波长(266nm和289nm),可以得到比较精确的臭氧分布.     

High-Power and Widely Tunable All-Fiber Raman Laser

A high-power and widely tunable all-fiber Raman laser is demonstrated. The Raman fiber laser has been tuned over a range of 60 nm from 1075 to 1135 nm and delivers up to 5.0 W of Stokes output power for 6.5 W of launched pump power. Efficiencies ranging from 76.1 to 93.1% and laser thresholds from 0.78 to 2.59 W have been measured. The spectrum of the depolarized Raman gain coefficient of the germanosilicate fiber has also been inferred from our experimental measurements.     

InGaAs/AlGaAs半导体激光器二维阵列

用金属有机化合物气相淀积 (MOCVD)技术外延生长了InGaAs/AlGaAs分别限制应变单量子阱激光器材料。利用该材料制成半导体激光器一维线阵列 ,然后再串联组装成二维阵列 ,在 1 0 0 0 μs的输入脉宽下 ,输出峰值功率达到 730W (77A) ,输出光功率密度为 4 87W/cm2 ,中心激射波长为 90 3nm ,光谱半宽 (FWHM )为 4 4nm。在此条件下可以稳定工作 86 0 0h以上     

边界层臭氧差分吸收激光雷达

差分吸收激光雷达是测量边界层臭氧空间分布的一种重要工具。研制了一台边界层臭氧差分吸收激光雷达系统,系统采用Nd:YAG四倍频激光266 nm泵浦H2/D2混合气体产生受激拉曼光作为光源,采用牛顿型望远镜接收大气回波,288.9 nm和299 nm的弹性散射信号被分成两路,被光电倍增管转换为电信号,然后通过A/D采集卡采集保存用以反演大气臭氧分布廓线。给出了系统的探测结果以及和臭氧探空仪地对比验证实验。结果显示该激光雷达可以大大降低几何因子的影响,提供0.2~2 km区间的边界层大气臭氧分布廓线。     

四倍频Nd：YAG激光在高压氢气中的喇曼频移研究

利用Nd:YAG固体激光器四倍频输出(266nm)在高压H₂中的受激喇曼散射获得多波长的激光输出。当泵浦能量一定时,通过改变H₂压力得到了最佳的能量输出,299nm波长的激光能量为3mJ,341nm波长的激光能量输出为6.1mJ,398nm波长的激光能量输出为2.8mJ,239nm波长的激光能量输出为0.8mJ,同时在477nm,595nm,218nm,200nm波段也有能量输出。