Nd:YAG再生放大器

用YAG锁模激光器进行实验,在YAG中反转粒子数最大时,在锁模脉冲中选出单个脉冲并由右偏振器和Q开关普克尔盒注入再生放大器内,进行十几个双程的放大。在放大脉冲达到峰值时用倒空普克尔盒把它倒出腔外。未发现放大脉冲宽度有明显增宽。测得单个放大脉冲能量>0.5毫焦耳,放大倍数～0.5×10~6。可见再生放大器有很高的放大能力。     

国外简讯

已研制成一种腔倒空YAG激光发射机。该发射机包括光学头、两个电源和一个闭合循环冷却器。三者的尺寸和重量分别为47×70×21厘米,28公斤;35×59×23厘米,50公斤;64×33×39厘米,33公斤。振荡器用特级殷钢标准结构保持准直。用单普克尔盒和双式电子驱动器实现Q开关和腔倒空。普克尔盒和倍频器均要温控,以使环境温度变化影响减到最小。振荡器输出由法拉弟旋转器耦合到双通放大器。法拉弟旋转器在振荡器和双通放大器之     

稳定的千赫Nd:YAG再生放大器

最近研制出的普克尔盒驱动器,可以在1千赫范围内任一重复率条件下工作,使得用一个连续泵浦的Nd:YAG 激光器构成再生放大器成为现实。脉宽为100微微秒时这个放大器输出约为1毫焦耳,能量稳定性为±1%。种子脉冲来自一个连续锁模Nd:YAG振荡器(光谱物理公司,3000系列)。这种组合为同步泵浦染料激光器和高重复率放大器提供了一种理想光源。     

再生放大器

再生放大器是一种多通放大器,需放大的脉冲注入装有增益介质的谐振腔内,放大然后断开。图1示出本文所述再生放大器略图。它是一种简单的YAG振荡器,有两个普克尔盒,用来将外部脉冲注入谐振腔和由谐振腔输出。     

914nm LD端面抽运Nd:YVO4 100kHz皮秒再生放大器

采用Nd:YVO4晶体带内抽运波长914nm,降低激光二极管(LD)连续抽运时晶体的热负荷和端面热应力,提高高重复频率Nd:YVO4皮秒再生放大器输出性能。研究分析了普克尔盒加压脉宽对工作频率为100kHz的Nd:YVO4再生放大器输出脉冲稳定性的影响,在吸收914nm抽运功率为68W,通过控制普克尔盒加压脉宽,实现了对单脉冲能量为1nJ、脉宽为5.7ps、频率为42.7MHz的全固态Nd:YVO4半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模种子激光脉冲的稳定的100kHz皮秒激光再生放大,输出平均功率为21.2W。     

等离子体电极普克尔盒的并联驱动

高功率大型惯性约束聚变(ICF)激光驱动器大多采用等离子体电极普克尔盒(PEPC)抑制多程放大器的自激振荡和隔离反激光。采用并联驱动技术有利于实现等离子体电极普克尔盒电光开关小型化和降低成本，并可提高激光系统可靠性和稳定性。等离子体电极普克尔盒的并联驱动包括等离子体电极的并联驱动和普克尔盒充电的并联驱动。分析了等离子体电极电光开关并联驱动的途径和问题，通过采用电阻隔离和二极管退耦措施实现了预电离并联驱动，进而实现了等离子体电极的同步驱动；通过调节开关脉冲发生器输出波形及传输电缆长度，可实现普克尔盒充电的并联驱动，并给出了实验结果。     

电光Q开关

利用电光效应实现的Q开关叫电光Q开关。将一起偏器和普克尔盒(或克尔盒)放在激活介质与全反射镜之间,在普克尔盒上加上一个适当的偏置电压,它使透过的光的偏振面转动45°,当反射镜将这光反射而再次通过普克尔盒时,偏振面又转动45°,这时光就不能通过起偏器,所以腔内Q值很低,当普克尔盒的偏置电压被高速切断时,腔内Q值突然上升就产生巨脉冲激光输出。电光开关必须与泵浦同步。电光开关速度高,开关时刻可精确控制,但开关性能受电光晶体的品种和质量影响很大。     

高峰值功率窄脉宽单纵模脉冲激光器的实验研究

报道了一种基于电光腔倒空技术的全固态Nd…YVO4单纵模脉冲激光器。通过精确控制磷酸钛氧铷(RTP)普克尔盒的温度,降低了由于普克尔盒中2块RTP晶体对抽运、振荡激光能量的不均匀吸收导致的热退偏,提高了普克尔盒的偏振消光比。通过优化普克尔盒开关驱动源的下降沿时间,解决了下降沿时间过长导致的脉宽展宽及输出功率降低等问题。在抽运占空比为50%、抽运峰值功率为16.9 W、重复频率为200Hz条件下,实验获得了脉宽为2.85ns、峰值功率为1 MW的单纵模1.064μm脉冲激光。50ms内输出激光的峰值功率稳定性优于±1.8%,连续记录的1300发脉冲的脉冲上升沿时间抖动优于±0.2ns。     

稳定的单选、再生放大同步电路

为了得到高功率微微秒激光脉冲,可从锁模中选出微微秒单脉冲进行再生放大,然后进行多级放大。由于此系统比较复杂,除对光学元件及调正要求严格外,在电路方面,则要求提供多级氙灯稳定泵源及多个高精度同步开关。 对同步电路的要求:(1)与锁模激光脉冲同步,选出稳定的单脉冲,(2)单脉冲的注入必须在再生放大器反转粒子数最大状态,即与再生腔氙灯的点燃时间同步;(3)各普克尔盒之间应接一定要求启开与关闭。 同步电路的获得:     

等离子体电极普克尔盒退偏损耗分析

通过对普克尔盒由于定向失误以及应力变形在静态及施加半波电压情况下引起的退偏损耗分析和计算,提出了等离子体电极普克尔盒中开关晶体的加工、装校要求以及半波电压平顶起伏指标;在静态条件下,利用研制的等离子体电极普克尔盒对普克尔盒晶体光轴与光束传播方向在不同夹角下的退偏损耗进行了测量.实验结果与计算结果基本相符.     

用腔内自注入技术和铁氧体线技术产生脉宽连续可调的毫微秒激光脉冲

对腔内自注入再生放大运转时多种谐振腔结构下的输出脉冲宽度作了系统的分析.借助铁氧体传输线技术,用连续改变电脉冲宽度而不改变谐振腔结构的方法,在磷酸盐钕玻璃器件上实现了脉冲宽度在1.3～6ns内方便地连续可调.用较简单的雪崩管电路在同一个普克尔盒上完成了调Q与腔倒空两个动作,得到了功率3MW的单脉冲输出.     

激光器Q调

本专利的基础 1.范围本专利是叙述激光器Q调,调制加在电光调制器(如普克尔盒)上的电场,降低电压开关条件的更具体的简化电路,以调制激光腔的Q。 2.先前技术的介绍在电光Q调激光器工作中,一般需要开关高电压,开关的电压一般在3千伏到6千伏之间,这与晶体和波长有关。例如铌酸锂普克尔盒(1×1×1厘米)用于Nd:YAG     

电光开关用快速火花隙

本文介绍多通道激光触发火花隙(LTSG)的结构和某些工作特性。能够在工作电压至10千伏的五个信道中实现瞬时亚毫微秒开关,它做为脉冲普克尔盒理想的主开关,这在大的激光振荡-放大器系统中控制脉冲波形和隔离是必要的。 LTSG如在10千乇N_2中工作,上升时间小于300微微秒。和快速普克尔盒开关结合,就能可靠地开关从Q开关激光器输出的脉宽小于500微微秒的光脉冲。结果表明,压力较高,上升时间缩短,可以开关～100微微秒光脉冲。     

脉冲透射式YAG电光调Q激光器

激光器谐振腔两端由两个全反射介质膜片构成,腔内元件采用了1/4波片和介质膜偏振片,普克尔盒的动作由成形脉冲控制。脉冲成形电路中的快速开关元件是响应时间≤3毫微秒的触发管,输出激光波形用单次脉冲储波器进行测量,配以低频示波器显示,可以抽样存贮,只显示所选择的单个脉     

高能重复频率运转条件下等离子体普克尔盒热效应及其控制理论分析

在高能重复频率运转的激光系统中,用作激光隔离、多程放大控制的关键单元普克尔盒遇到了通光口径限制与热效应的双重挑战。采用等离子体电极技术将普克尔盒定标到大口径,通过选择吸收系数小且通光方向薄的KD*P作为电光晶体以减少对激光的吸收,并在此基础上数值分析了等离子体普克尔盒的热效应。提出了端面传导冷却电光晶体的热管理方法,并进行优化设计。数值模拟结果显示,采用单块白宝石传导冷却2块KD*P,普克尔盒的驱动电压可降低至27 kV。在平均功率密度35 W/cm2的激光持续辐照下,端面传导冷却的40 mm×40 mm口径等离子体普克尔盒全口径内最大退偏损耗为0.22%,波前峰谷(PV)值为0.60λ。     

新产品

美国新泽西州萨德尔布鲁克公司研制的5026系列激光脉冲提取和选通系统是一种由高速高压驱动器与光调制器结合的固态电光开关仪器.该系统能够产生四分之一波和半波减压,驱动器的上升和下降时间为3ns.该系统适用于倾腔、再生放大器开关和锁模脉冲提取.     

工作在1056nm波长区的Ti:sapphire再生放大器输出脉冲稳定性分析

Ti：sapphire再生放大器输出的主要参数为脉冲能量、宽度和信噪比．另外还有一个重要参数为输出脉冲能量的稳定性．目前，国际上Ti:sapphire再生放大器的输出稳定性可控制在5％（rms）以内．影响再生放大器输出稳定性的因素主要有泵浦脉冲能量起伏和角漂移．对于工作在1．056μm附近的Ti：sapphire再生放大器，由于此时的放大介质的增益截面比其峰值小一个量级，当弱泵浦时，再生放大腔工作在其阈值附近，泵浦脉冲能量的波动对被输出脉冲能量的影响更为明显．泵浦光束的角漂将直接破坏泵浦条件，导致增益系数的下降．另外，放大腔内的损耗…     

LD泵浦再生放大器技术研究

再生放大器作为一种具有极高增益的前置放大器,在获取窄脉宽、高峰值功率激光过程中具有重要作用。本文对再生放大器的传统光路进行了改进,通过光路设计与精确时间控制,将脉冲单选功能集成到再生放大过程中,进行了腔内单选再生放大器技术研究,实验证明这种改进是完全可行的。     

钛宝石再生放大器

钛宝石再生放大器最近我们利用中国科学院上海光机所生长的钛宝石激光晶体，研制成功了钛宝石激光再生放大器。放大器输出光脉冲能量为３．６ｍＪ，工作中心波长为８００ｕｒｎ，重复频率为每秒１０次。再生放大器的腔为平凹腔。凹面镜曲率半径Ｒ－４ｍ。腔长正．７６ｍ。...     

GW大功率CO_2激光系统

本文报道新研制成功的GW大功率激光系统。使用双普克尔盒电光开关从混合型CO_2激光振荡器中削出的激光窄脉冲通过一台三节双光程TEA CO_2激光前置放大器和一台两节TEACO_2激光前置放大器、一台大口径TEA CO_2激光放大器,最后通过一台电子束控制CO_2激光放大器放大后输出。激光输出功率高达3.2×10~9W,脉宽为4ns。