激光光谱学的应用:V 超快过程研究

1引言激光的输出一般是由若干个纵模或由纵模、模模组成的多模花样，这些模的振幅、相位都不固定，是激光输出随时间变化而无规则叠加的结果。在多纵模振荡时，如果使振荡模的频率间隔保持一定，并且使模之间保持确定的相位关系，这时激光输出将成为具有一定时间间隔的一列脉冲。这种激光器称作“锁模”或“锁相”激光器[1]。由于锁模激光器产生的脉冲序列，其脉宽松窄，所以人们把它称之为“超短光脉冲”。1965年，Mocher的Collins第一次实现了红宝石激光器的锁模[2]。自那以后，赶快激光技术取得了很大的进展。克尔透镜锁模的Nd：YLF激…     

InGaAsP/InP CCTS双稳态激光器的纵模及偏振特性

本文给出了InGaAsP/InP CCTS双稳态激光器的模式特性。通过实验得到对双稳态激光器来说其吸收区的存在,使其对偏振及纵模的选择有一定的作用,使得TM模的输出强度在总输出中占的比例更小,及在双稳区内给出单纵模输出。     

单波长和双波长可调谐的掺镱锁模光纤激光器

为了获得不同中心波长的锁模脉冲，采用带有保偏光纤的Sagnac环滤波器和半导体可饱和吸收镜搭建了结构紧凑的可调谐锁模激光器，并进行了实验验证。结果表明，当该激光器工作在单波长锁模状态时，具有良好的波长调谐功能，其输出波长在1031 nm～1040 nm范围内连续可调；该激光器还能输出稳定的双波长异步脉冲序列，两波长间隔在10 nm左右，且各波长的带宽可通过偏振控制器调节。该研究可以为搭建结构紧凑的可调谐激光器提供设计方案。     

高次谐波混合锁模脉冲生成及其数值仿真研究

对混合锁模掺铒光纤激光器中高阶谐波锁模脉冲生成进行了试验和仿真研究。利用非线性偏振旋转技术和碳纳米管可饱和吸收体相结合的混合锁模技术，有效降低谐波脉冲锁模泵浦阈值，更加有利于锁模自启动。通过增加泵浦功率，利用峰值功率钳位和孤子能量量化效应，可实现泵浦功率和脉冲重复频率呈线性关系的谐波锁模脉冲输出。当泵浦功率调节为198.8 mW时，激光器最高输出重复频率约为1.31 GHz,约72阶谐波锁模脉冲，其超模抑制比约为35 dB。同时采用基于修正的非线性薛定谔方程进行了数值模拟，通过调节小信号增益系数为3.4和4.4时，单脉冲分裂为等周期间距的2阶和3阶谐波锁模脉冲，数值仿真结果和试验数据基本相吻合。谐波混合锁模脉冲生成的试验和理论结果有利于进一步了解光纤激光器中谐波脉冲的生成原理和方法。     

差动放大电路输出波形的实验测试方法

差动放大电路是《模拟电子技术基础》课程中的教学重点,由于电路存在多个输入/输出模式而造成了理论学习上的困难,而差功放大电路的直接耦合特性,更是成为大学生在实验课堂上测试单端输出电路中差模与共模输出波形的困惑。这里以Multisim软件仿真的形式,详细介绍差放电路在双端与单端输出模式下差模输出与共模输出信号的具体测试方法,在单端输出时首先测试在零输入情况下输出端的直流成分,然后在输入端加载差模输入与共模输入信号并分别测试总的输出,最后在总的输出中减去零输入情况下的直流输出分量,得到净差模输出与共模输出信号,进而计算得到电路的差模与共模电压放大倍数。该方法弥补了国内主流教材上均没有对此部分内容明确阐述的实际,可作为大学生在差放电路实验中的教学参考,同时也有助于加深对课堂理论教学的理解。     

倾斜镜不稳定激光谐振腔

描述了简单的用平面镜光学部件的不稳定腔，从大模体积中输出非环形低发散度光束。以一对倾斜平面镜之间建立的离散模的“溢出”作为谐振腔的输出；输出耦合也是连续可调的。此溢出输出再次通过增益介质，有助于使输出饱和。描述了在CO2振荡器内使用此谐振腔得到的结果。     

高功率横流CO2激光器的新型管板式电极

提出一种更适用于焊接等场合的低阶模输出的新型管板式电极。阳极块长边沿阴极管方向,提高了放电均匀性和稳定性,增加了有效放电长度;阳极沿气流方向的长度和阴阳两极之间的距离根据输出模式确定,可充分利用激活体积,提高选模激光光电转换效率;其放电均匀稳定,可减小限流电阻值,降低外电路电功损耗。与现有管板电极相比,可提高注入到激活体积内的电功率密度,明显提高选模激光输出功率和总体效率。多模输出时直接光电转换效率可达20%;低阶模TEM11输出时光电转换效率可达15%,激光器总效率达8%。该电极结构适用于国内生产的横流CO2激光器,在不同模式输出时均能获得较高的光电转换效率,从而使其更好地应用于焊接等低阶模输出场合。     

射线法研究两段式半导体激光器模谱

由于两区载流子密度不同，两段式双稳半导体激光器（ＴＢＬＤ）两区界面反射不为零，这将使器件的输出模谱变得复杂，利用射线法，推导了ＴＢＬＤ的端面输出模谱表达式，在此基础上讨论了界面反射的影响以及由界面及端面构成的子腔对模谱的调制。     

弯曲的多模掺Yb3 + 双包层光纤激光器基模输出研究

将一段纤芯直径为28．6μm，数值孔径为0．10的掺Yb^3＋双包层光纤弯曲后可以得到基模激光输出，其输出最大功率为0．35W，中心波长为1073nm。实验结果和理论分析结果基本一致。     

半导体可饱和吸收镜的被动锁模研究

介绍了半导体可饱和吸收镜的结构及参量,分析了其被动锁模的原理,并对影响被动锁模稳定输出,造成Q脉冲包络输出原因进行了分析讨论,从三个方面提出了优化方案.     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd:YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜(SESAM)，在5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd：YAG激光中，实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模，获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量，其锁模激光脉冲宽度小于10ps。实验采用直腔结构的谐振腔，该腔结构简单，易于调整，实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时，光～光转换效率达到19％。     

低锐度F—P干涉具调谐TEA CO2激光器理论分析

从理论上计算了低锐度F-P干涉具有直接输出耦合调谐TEA CO2激光器的输出特性，结果表明：通过改变干涉具的间距，激光器的输出波长可在9μm带和10μm带之间切换；而且，输出一般为多波长，每个波长包含精细纵模结构，纵模的数目和谱线展宽有关，理论计算还给出了输出脉冲波形和脉冲能量随波长的分布。     

调Q主动锁模Nd:YAG皮秒激光器实验

为了提高锁模脉冲输出质量,利用"调Q+主动锁模"的方式对Nd:YAG固体激光器进行了实验研究。采用Cr4+:YAG晶体、声光调制器作为调Q和主动锁模的元件。为了减小腔内的FP标准效应,镜Nd:YAG棒的端面切割成布儒斯特角。在实验中比较和分析了主动锁模、调Q主动锁模两种情况下Nd∶YAG激光器的输出特性。其中,主动锁模脉冲序列的单脉冲宽度为173 ps,调Q主动锁模的脉冲系列单脉冲宽度为169 ps,两种方式输出波形的锁模深度和锁模几率均在95%以上。对调Q主动锁模脉冲的输出能量进行了测量,结果表明其有较大提高。     

光纤传输系统偏振模色散对输出信号偏振度的影响

光纤通信系统的偏振模色散(PMD)是限制系统传输容量和距离的关键因素。系统输出信号的偏振度(DOP)反映了系统的偏振模色散。利用光纤通信系统的Jones矩阵模型，在理论上得到了系统的输出光脉冲Stokes矢量的表达式。在此基础上分析和计算了系统的输出脉冲的偏振度特性。结果表明，系统的输出信号的偏振度随入射脉冲偏振态的变化而变化，当入射脉冲偏振态与系统的主偏振态一致时，系统的输出信号的偏振度达到极大；同时，随着系统的偏振模色散幅度的增大而变小。系统的输出信号的偏振度还随着信号原始啁啾系数绝对值的增大而减小，但与啁啾系数的符号无关。     

可调谐全正色散掺镱光纤激光器

利用相位长周期光纤光栅作为光谱滤波器,熔接于全正色散掺镱光纤激光系统中,从而实现了具有波长可调谐的连续激光输出和被动锁模激光脉冲输出,可调谐激光波长范围分别为11.4 nm和10.5 nm.通过调节偏振片改变激光腔内的偏振状态,输出锁模脉冲实现脉冲宽度的可调谐,其调谐范围为3.6~1.2 ns.在530 mW的最大泵浦功率下,得到了重复频率为2.5 MHz、最大单脉冲能量为38.9 nJ的锁模脉冲输出和最大输出功率为124 mW的连续激光输出.     

矩形π-TM310模双间隙腔加载同轴滤波器型宽带输出电路的实验研究

本文详细介绍了矩形π-TM310模双间隙腔同轴滤波器型输出电路的实验研究过程,以及针对一些关键技术难点所采取的改进措施.测试数据显示,矩形π-TM310模双间隙腔与输出同轴线的耦合强度适中,其外观品质因数30左右,在加载同轴线之后各个电子注孔特性阻抗的均匀度仍然较好;矩形π-TM310模双间隙腔同轴滤波器型输出电路的输...     

新型自偏置电流模环滤波器设计

环路滤波器的作用就是滤除从PFD＆CP出来的电压中的高频成分，从而纯化VCO的输出信号。电流模滤波器早在20世纪80年代就被提出了，凭借其适合低电压、低功耗以及高频响应好等优点，在信号处理方面得到了长足的发展。对自偏置电流模环路滤波器电路进行了分析，并提出了一个新型的自偏置、高密度电流模环路滤波器。     

AVR单片机入门及C语言高效设计实践（九）

利用ATMEAGl6L的PWM功能实现数／模输出 ATmegal6L上的两个8位定时／计数器和一个16位定时／计数器都支持PWM（脉冲宽度调制）输出功能，利用这一功能，我很容易实现数／模转换功能。     

一种可用受激布里渊效应选脉冲的自滤波被动锁模激光器

本文用特殊设计的、能自准直输出激光束、满足空间自滤波条件的小孔光柱，实现了被动脉冲锁模Nd：YAG激光器的自滤波振荡。销模脉冲序列能量～70mJ，序列中只包含3～4个脉冲，脉冲宽度为≤40ps，光束发散角＜1mrad。用CCl4溶液受激布里渊后向散射阈值效应，成功地实现了用全被动方法获得锁模单脉冲输出。     

Figure-9腔锁模全保偏掺铒光纤飞秒激光器

针对特殊应用领域对高可靠性、轻量化、输出功率大于100 m W、重频大于50 MHz的飞秒激光器的需求，设计了一种Fi gur e-9腔锁模全保偏掺铒光纤飞秒激光器，通过在腔锁模振荡器中引入π/2相移偏置，降低了振荡器的自启动锁模阈值。实验结果表明：当泵浦功率为130 m W时，振荡器可获得平均功率为12 m W、重频为85.89 MHz、脉冲宽度为249 fs的稳定锁模脉冲序列输出；采用一级正色后向泵浦散掺铒增益光纤放大器进行放大后，最终可获得平均功率为113 m W、脉冲宽度为107 fs的飞秒脉冲序列输出。