红外激光的光学参量及它们的关系

本文用微机控制使反射镜扫描激光束,给出了CO_2激光的光强分布;用绕着光轴旋转的ZuSe布氏窗的反射和透射光强,给出了激光的偏振度。着重研究了内腔CO_2激光器的输出强度,增益,模式,能量分布,以及偏振度等光学参量间的相互关系。     

内腔式复合波导起偏CO_2激光器的研究

本文提出用空心介质圆形波导和金属平板波导组成复合波导,对波导 CO_2激光进行内腔式起偏,这类小功率偏振 CO_2激光器偏振度优于98%,功率稳定性大于95%,基模输出7～9瓦。     

主动偏振成像对皮肤状态诊断影响的研究

偏振成像相比于普通成像包含更丰富的物体表面反射和散射信息。采用偏振成像的方法在不同光源照明下获得皮肤表面偏振度图像,研究同一波段光源激光和LED以及不同波段的激光和LED光源对偏振成像的影响,探索适合特殊病症的偏振成像照明光源的种类和波段。结果表明：同一波段光源照明下,激光的偏振度图像信息熵和平均梯度都高于LED的偏振度图像;对于皮肤上红斑与黑斑的局部成像,绿光波段照明的图像细节表现力均优于红光波段光源照明时的图像,为激光偏振成像提高皮肤状态诊断的准确性提供更多信息。     

使用格兰-泰勒棱镜偏振耦合的1 kW大功率半导体激光器

大功率量子阱半导体激光器输出为线偏振光,而格兰-泰勒棱镜具有双折射性质,能将两种偏振方向相互垂直的光区分开.如果将格兰-泰勒棱镜反方向使用,则能将两个偏振方向的光耦合输出.使用两个中心波长808 nm,输出功率600 W的半导体激光堆栈,一个堆栈的输出光经过1/2波片后偏振方向旋转90°,另一个堆栈偏振方向保持不变,经过格兰-泰勒棱镜做偏振耦合后合成一束.分别经过快慢轴准直、聚焦和慢轴消球差后输出,其中聚焦镜f=100 mm.在工作电流130 A时,电光转换效率约为43%.使用UFF100激光光束质量诊断仪测量,焦斑呈矩形分布,焦斑面积为0.547 mm×5.0 mm,快轴光参积Kf=26.1 mm·mrad,最大输出功率1 kW,激光器系统工作稳定.     

角锥棱镜腔Nd3+:YAG激光器被动锁模的理论分析和实验研究

报道了角锥棱镜腔Nd3 :YAG激光器的被动锁模理论分析和实验研究.理论分析并数值模拟了角锥棱镜旋转导致的腔内偏振态和光强的变化.利用偏振镜得到了线偏振的脉冲激光输出,并且和角锥棱镜一起改变腔内偏振态.实验中通过旋转角锥棱镜改变腔内的偏振态,调节腔内光强,得到被动锁模和被动调Q两种状态的脉冲输出,与理论分析的结果相一致.     

可见至近红外波段多通道偏振辐射计的研制

设计了一种多通道偏振辐射计,系统采用固定滤光片、旋转偏振片的方法获取目标多波段偏振信息,双集束结构将偏振辐射计的波段范围从可见扩展至近红外和短波红外.重点阐述了系统的结构原理及各个模块的设计与实现方法,给出了偏振辐射计检测积分球直接输出和积分球加起偏器后输出光束的偏振度值,以验证偏振辐射计的偏振测量精度.检测结果表明,该多通道偏振辐射计的偏振测量精度优于2%,基本达到了系统设计要求.     

CO2激光的偏振度与模式

本文用一种简便方法,使CO2激光通过一个可绕光轴旋转的布氏窗口,测定布氏窗口在不同转角下的激光反射及透射强度,从而可知该激光的偏振度.同时定性地研究了在不同放电电流下的输出激光模式与偏振度的关系.     

拉曼泵浦光源退偏技术研究

文中利用琼斯(Jones)矩阵和斯托克斯参量分别对几种拉曼泵浦光源退偏方式进行了理论分析,并对实际的激光器光谱进行了偏振度的数值计算.在采用基于偏振合光(PBC)的方法进行退偏时,只有当两激光器的光功率相同时才可以得到最小的偏振度;在采用偏振合光加双折射晶体退偏(PBCD)时,计算表明,随着晶体长度的变化,偏振合波后的偏振度总小于单只激光器通过晶体后的偏振度,因此晶体长度的设计应为使单只激光器退偏所要求的晶体长度,这样可保证不同泵浦情况下的偏振度.文中的设计方法和结论对拉曼放大器的泵浦光源退偏设计具有一定参考作用.     

ZnSe棱镜折叠波导CO_2激光器的研究

研制了使用ZnSe棱镜折叠的波导CO_2激光器,提出一种CO_2激光—He-Ne激光调整光路的方法,并获得了该种折叠激光器的振荡。进一步的改进可以提高其输出功率而得到实用性的器件。     

高气压连续调谐脉冲CO2激光器泵浦的中红外分子激光器

近年来,激光分离同位素,激光化学、激光探测污染等研究工作都需要中红外波段的高功率可调谐激光器。目前在9—11μm波长范围内,高功率CO_2激光器已在这些领域中发挥了巨大的作用;但还迫切需要探索11—20μm的高功率可调谐光源,特别是分离铀同位素所需要的16μm和12μm的激光器。国际上许多不同的研究方案在朝着这个方向努力,但近年来的发展趋势表明,采用脉冲CO_2激光器作光泵的频率下转换是最有希望的途径之一。进展最大的要算是光泵16μmCF_4激光器。光泵12μmNH_3激光器及16μm仲     

增益可调半导体激光器混沌偏振延时双反馈周期的控制方法

提出增益可调半导体激光器混沌偏振延时双反馈控制方法,分别建立了垂直正交偏振延时双反馈、偏振π/2转动延时反馈控制以及同偏振面方向延时正负反馈激光动力学物理模型等.通过调节激光器外腔光路中的平面镜可控制一平面偏振反馈光的延时时间,或调节一偏振反馈光的偏振面到另一个偏振反馈光的偏振面方向上,或者通过偏振器对偏振光进行相位补偿都可以进行激光混沌控制.数值结果证明该方法可以有效控制激光混沌到周期态等.     

亚皮秒L波段掺铒全光纤锁模激光器

报道了一种L波段的高功率亚皮秒掺铒光纤激光器。在全光纤环形腔内熔接2个偏振控制器(PC)和偏振相关的光隔离器(ISO),基于非线性偏振旋转锁模原理实现了全光纤结构锁模激光脉冲输出。输出激光的中心波长为1603nm,脉冲重复频率为37.8 MHz,单脉冲能量为4nJ,平均输出激光功率为152mW。对此全光纤锁模激光器进行合理的色散控制,可得到脉冲宽度为370fs的锁模激光输出。实验中使用高掺杂浓度的掺铒光纤,有效减少了其使用长度,提高了抽运转换效率,实现了结构简单紧凑、性能稳定可靠的L波段亚皮秒光纤激光器。     

染料激光的偏振输出研究

用线偏振光把染料激光泵浦放大,若泵浦光的偏振方向x与染料的单向偶矩分布之起始对称轴一致,理论上表明,只输出偏振x为方向的激光,对各向同性偶矩分布,由于泵浦光和放大光在染料中传播时,其偏振方向均会旋转,故输出光的偏振度大减。我们主要用准分子和N_2激光泵浦染料激光放大,用起偏装置置入两个放大级之间,使之诱导末     

基于嵌入式技术的激光偏振度测量系统

为提升激光偏振度测量的精度与时效性,设计基于嵌入式技术的激光偏振度测量系统,其包括探测、控制器与上位机3部分,通过探测部分接收激光器发射的激光并通过两个液晶可变相位延迟器(LCVR),抵达偏振分光棱镜后分为两束偏振光,采用探测器探测两束光的光强传输到控制器部分;由控制器部分的嵌入式信号处理模块对所接收光强实施处理与转换后,传给AVR单片机,AVR单片机一边将转换后数字信号经串口送至上位机,由上位机内嵌入式软件和计算机操控软件运算出激光偏振度等参数并呈现运算结果,另一边经D/A产生可控制LCVR液晶相位延迟量的方波信号,继续测量其余待测激光偏振度。结果表明,该系统具有较高的测量精度,测量结果稳定性高,可实现对信号的同步实时传输,传输性能稳定,可有效促进系统的测量时效性。     

角锥棱镜式半导体抽运单频固体激光器

基于单块非平面单向行波环形腔实现单频激光振荡的原理,提出一种新型非平面环形腔单频激光器结构.新型激光谐振腔以角锥棱镜和直角棱镜组成振荡光束非平面反射光路.光线在角锥棱镜内实现非平面全内反射,并引入不同方向偏振分量之间的相移,所以角锥棱镜起到波片的作用.直角棱镜由激光增益介质Nd∶YAG加工而成,其自身具有磁光效应,在外加磁场作用下相当于法拉第旋光器.直角棱镜的一个直角面作为单频激光的输出面,镀上对S和P偏振光反射系数不同的介质膜,其作用相当于偏振器.这样法拉第旋光器、波片和选偏介质膜共同构成光学单向器,使光在腔内单向传播,克服由于腔内存在驻波而引起的空间烧孔,实现单频振荡.角锥棱镜式谐振腔与单块非平面谐振腔及其他形式的环形腔相比具有如下优点:(1) 抽运方式灵活,既可以侧抽运,也可以端抽运,这样有利于实现大功率单频激光输出.(2) 可以在腔内插入其他光学元件,实现调Q,调频及主动稳频等功能.(3) 可以应用热光胶技术将其单块化,以提高谐振腔的机械稳定性.(4) 角锥棱镜和直角棱镜对光传播方向失调不敏感,这一特点使角锥棱镜式谐振腔较普通环型腔具有更好的稳定性. 实验研究得到角锥棱镜式非平面环形腔激光器单频激光输出功率1 W以上,光-光转换效率为23%.这种腔型还可以做激光放大器.(OC25)     

光栅反射镜作为激光器后腔镜输出径向偏振光

利用光栅反射镜的偏振选择原理,设计并制备了35层镀膜、1000nm周期、70nm槽深的圆环型微结构光栅反射镜。使用该光栅反射镜作为激光二极管抽运的Nd∶YAG激光器的后腔镜,通过对激光谐振腔的优化,获得了功率为13.4 W的径向偏振激光。分析并设计偏振度的计算方法,测量得到径向偏振激光的偏振度可达97%。     

用于光盘技术的偏振棱镜的性能测定

本文介绍了偏振分束棱镜的偏振度和消光比的测试方法及计算公式,给出了被研制的偏振棱镜的性能。     

10.6μm玻璃-金属复合波导偏振激光器的设计

本文提出了一种玻璃-金属复合波导偏振激光器结构参数的理论计算方法.得到了这类激光器的一般结构参数.在总长330mm、470mm条件下,分别获得输出功率7.5W和9W,偏振度大于98%的线偏振基模激光输出.     

双腔大频差双频全固态激光器设计与实验研究

为了获得大频差双频激光输出,设计了一种由偏振分光棱镜和半波片组成的新型双折射滤光片作为激光纵模选择元件。将这种新型双折射滤光片置于激光二极管(LD)抽运Nd∶YAG激光器的谐振腔内,实现了单纵模激光振荡。绕激光腔轴旋转半波片以改变波片快轴与偏振分光棱镜偏振面之间的夹角,发现单纵模激光输出功率发生周期性变化,变化周期约为π/2。设计并实验研究了一种LD抽运双腔大频差双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔(即直线腔和直角腔)共用相同的激光介质和纵模选择元件,1064 nm激光p分量和s分量分别在直线腔和直角腔内同时以单纵模振荡,改变每一谐振腔的长度可以调谐腔内单纵模激光的谐振频率,从而实现双频激光频差调谐。实验观察到1064 nm正交线偏振双频激光的频差在27~113.4 GHz范围内可调谐。     

复合型GaAs材料在10.6μm吸收特性的研究

<正> 随着高功率CO_2激光器的迅速发展,从不同的物理性质和化学性质的材料中,选择最适宜的红外激光器窗材料是一个重要问题.从目前应用的几种激光器窗材料来看,KC1和NaC1机械性能差,易潮解,Ge的吸收系数较大,都不是较好的高功率激光器窗材料.因而进一步提高GaAs的性能,就仍有其实际意义. 自1979年以来,冶金部有色金属研究总院采用液封直拉工艺,研制成复合型半绝缘GaAs材料,此种材料的吸收系数低,透射率高,热稳定性能良好,能承受高功率CO_2激光,而且大大降低了成本,可作为一种优良的千瓦级CO_2激光器窗材料.我们利用光声光谱方法,对有色金属研究总院研制的复合型半绝缘 GaAs材料在10.6μm的红外吸收进行了研究,并与掺Cr半绝缘单晶等材料作了对比,测量结果表明,复合型半绝缘GaAs