Study on Side Pumped Nd: YAG Ceramic Laser Passively Q-switched

对比研究了808 nm激光二极管列阵侧面泵浦Nd:YAG陶瓷与Nd:YAG单晶激光器在连续和被动调Q运转下的激光输出特性.对于Nd:YAG陶瓷激光器,在145 W泵浦功率,平平谐振腔20％输出耦合镜透过率时,获得最大44.28W的1 064 nm连续激光输出,光-光转化效率和斜效率分别为30.5％和38.2％.谐振腔中插入初始透过率87.89％的Cr4+:YAG晶体作为被动调Q开关,在124w泵浦功率下获得10.03 kHz重复频率,4.62W平均功率,5.54 kW峰值功率的准连续激光输出.同样实验条件下利用相同尺寸和掺杂浓度的Nd:YAG单晶进行对比,结果表明Nd:YAG陶瓷在高功率泵浦下具有广阔的应用前景.     

连续侧面泵浦Nd:YAG陶瓷激光器被动调Q研究

对比研究了808 nm激光二极管列阵侧面泵浦Nd∶YAG陶瓷与Nd∶YAG单晶激光器在连续和被动调Q运转下的激光输出特性。对于Nd∶YAG陶瓷激光器,在145 W泵浦功率,平平谐振腔20%输出耦合镜透过率时,获得最大44.28 W的1 064 nm连续激光输出,光-光转化效率和斜效率分别为30.5%和38.2%. 谐振腔中插入初始透过率87.89%的Cr⁴⁺∶YAG晶体作为被动调Q开关,在124 W泵浦功率下获得10.03 kHz重复频率,4.62 W平均功率,5.54 kW峰值功率的准连续激光输出。同样实验条件下利用相同尺寸和掺杂浓度的Nd∶YAG单晶进行对比,结果表明Nd∶YAG陶瓷在高功率泵浦下具有广阔的应用前景。     

石英光纤的传能效率、损伤阈值和损伤积累效应研究

对激光起爆用全石英光纤传输高峰值功率Nd:YAG激光的传能特性进行了理论和实验研究.实验采用调Q激光源,单脉冲功率超过1 MW;传能光纤为阶跃折射率多模石英光纤,芯径有400μm、600μm两种,包层直径分别为440 μm和660 μm.研究结果表明:光纤芯径、数值孔径、长度等都会影响光纤的传能效率;当注入激光功率超过一定阈值后,光纤内的非线性效应,比如SRS和SBS将很明显,造成激光能量损耗;参照ISO/DIS 11254-1.2标准对光纤零概率损伤阈值进行了测量,为58.6 J/cm2;光纤有匀化输出光斑能量分布的作用;光纤端面发生一定程度的损伤后,光纤仍可传输部分激光能量,并存在损伤积累效应.     

SiO2包覆α-NaYF4:Yb,Er纳米粒子的合成及其表征

研究α-NaYF4:Yb,Er上转换纳米粒子的W/O微乳液溶剂热制备,并用正硅酸乙酯为SiO2前驱体对NaYF4:Yb,Er上转换纳米粒子进行SiO2包覆,分析SiO2包覆对Er3+发光增强作用来自于两方面.包覆弥补上转换纳米粒子表面的发光粹灭中心,提高上转换发光强度.同时由于Si-O-Si的对称振动能量1 106 cm-1与4F7/2能级到2H11/2能级弛豫能量1 177cm-1相当,(CH2)n的红外振动模能量为743 cm-1与2H11/2能级到4S3/2弛豫能量780 cm-1相当,4F7/2能级到4F9/2弛豫能量为5 023 cm-1,4I11/2能级到4I13/2弛豫能量接近4 500 cm-1与Si-O-Si的对称伸缩振动能量1 106 cm-1不匹配,所以SiO2包覆能有效的增加表面发光中心2H11/2,4S3/2能级布居数,而使得产生红光发射的能级4F9/2能级布居数不变.     

钕在氟氧化物和氧化物玻璃中的光谱分析

采用熔融法分别制备出掺钕氟氧化物玻璃和锂铝硅氧化物玻璃。采用UV-vis-NIR分光光度计和荧光光谱仪测定两种玻璃基质材料的透过率、吸收光谱和荧光光谱。紫外光区透过率的细微差异是氧化物和氟化物电子构型不同造成的。可见光和红外光区透过率差异是阳离子半径不同和基质材料密度不均匀引起的。主要吸收峰位于523、582、744、802、870nm处,分别对应于钕离子的4I9/2→4G7/2、4I9/2→2H11/2、4I9/2→4F7/2、4I9/2→4F5/2和4I9/2→4F13/2吸收跃迁。位于892、1057、1107、1333nm处的荧光发射中心,分别对应于钕离子的4F3/2→4I9/2、4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2辐射跃迁。氟氧化物玻璃在892、1107、1333nm处的荧光光谱强度明显高于氧化物玻璃,两者在1057nm处的发光强度基本一致。由于钕离子进入低声子能量的氟化物中,无辐射跃迁损失小,氟氧化物玻璃基质的量子效率高于氧化物玻璃基质的量子效率。     

SiO_2包覆α-NaYF_4∶Yb,Er纳米粒子的合成及其表征

研究α-NaYF4∶Yb,Er上转换纳米粒子的W/O微乳液溶剂热制备,并用正硅酸乙酯为SiO2前驱体对NaYF4∶Yb,Er上转换纳米粒子进行SiO2包覆,分析SiO2包覆对Er3+发光增强作用来自于两方面。包覆弥补上转换纳米粒子表面的发光粹灭中心,提高上转换发光强度。同时由于Si—O—Si的对称振动能量1 106 cm-1与4F7/2能级到2H11/2能级弛豫能量1 177cm-1相当,(CH2)n的红外振动模能量为743 cm-1与2H11/2能级到4S3/2弛豫能量780 cm-1相当,4F7/2能级到4F9/2弛豫能量为5 023 cm-1,4I11/2能级到4I13/2弛豫能量接近4 500 cm-1,与Si—O—Si的对称伸缩振动能量1 106 cm-1不匹配,所以SiO2包覆能有效的增加表面发光中心2H11/2,4S3/2能级布居数,而使得产生红光发射的能级4F9/2能级布居数不变。     

惯导装置中I／F变换器静态测试方法研究

为解决惯导装置中I／F变换器输出脉冲信号的快速、精确测试问题，引入了多周同步测频法，该测试方法能在较短的测试时间内获得满足精度要求的测试结果。文章分析了该测试方法与其他测试方法的区别，介绍了多周同步测频法的原理和软硬件设计方法，以及该技术在惯导装置I／F变换器测试系统中的应用。试验结果表明：该测试方法能快速、准确地完成I／F变换器的静态性能测试。     

激光致盲武器(3)--美AN/VLQ-7魟鱼车载激光武器系统

魟鱼车载激光武器系统是美陆军在槲鸡(Roadrunner)车载激光致盲武器基础上,于1982年开始研制.槲鸡将一台平均功率为1kW的高重频脉冲CO2激光器与一台Nd:YAG(可倍频输出0.53μm激光)组合装在一辆车上,发射的激光可损伤军用光电设备并致盲人眼.后因成本和重量都超过原定目标,于1983年取消.     

高功率无铝半导体激光器

介绍了单量子阱 (SQW )分别限制异质结构 (SCH)的InGaAsP/GaAs半导体激光器所得到的最新成果。利用一种改进的液相外延 (LPE)技术 ,在( 1 0 0 )GaAs衬底上制成的InGaAsP/GaAsSQWSCH激光器。主要参数如下 :发射波长λ =80 8± 4nm ,阈值电流密度J =30 0A/cm2 ,对于条宽W =1 0 0 μm的激光器 ,连续输出功率最大达到 4W     

非线性晶体KBe_2BO_3F_2的深紫外输出特性

深紫外(DUV)相干光源对于光刻技术、激光微加工、激光光谱仪等均具有重要的意义。KBe2BO3F2(KBBF)晶体是目前唯一可直接倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体。通过数值计算,详细分析KBBF晶体的深紫外输出特性,包括KBBF晶体的折射率、相位匹配角、有效非线性系数、光波走离角、允许参量和转换效率等。结果对于KBBF晶体用于产生深紫外全固态激光(DPL)的实验研究提供重要的理论依据。     

感应耦合等离子体刻蚀InSb时偏压射频源功率的选取

以CH4／H2／Ar为刻蚀气体,对带有SiO2掩膜图形的N型InSb晶片进行了感应耦合等离子体（ICP,inductivelycoupledplasma）刻蚀。研究了不同偏压射频源（RF）功率对InSb的刻蚀速率、刻蚀表面粗糙度以及InSb与SiO2的刻蚀选择比的影响,得到了ICP刻蚀InSb时的一个优选的偏压射频源功率值。结果表明：当偏压射频源功率为150W,ICP功率为800W,反应室压力为1．0Pa,CH4／H2／Ar的体积流量比为3／10／1时,InSb的刻蚀速率可达90nm／min,刻蚀表面的平均粗糙度（Ha）约为6．1nm,InSb与Si0：的刻蚀选择比约为6。     

MBE生长高功率列阵激光器的研究

利用V80型MBE生长GaAlAs/GaAs梯度折射率分别限制单量子阱(GRIN-SCH-SQW)结构.测试结果表明,该结构晶格和光学质量符合设计要求.制成激光器列阵,室温连续输出功率达7.2W,峰值波长为807～809nm,经柱透镜光纤耦合后的光强远场分布为θ∥=8°,θ⊥=3.5°.     

改进偏最小二乘法在航空煤油的近红外光谱分析中的应用

针对建立近红外光谱定量分析的偏最小二乘校正模型时,存在变量多以及光谱复共线性多样化等问题,采用一种间隔组合偏最小二乘法(icPLS)的近红外光谱谱区选择方法用于建立航空煤油闭口闪点近红外光谱模型。通过与整个光谱参与建立的近红外光谱模型的分析比较,icPLS模型的预测均方根误差(RMSEP)和相关系数R2分别为1.08和0.8088,而全谱偏最小二乘法(PLS)模型的RMSEP和R2分别为1.6和0.7381.实验结果表明,采用改进偏最小二乘法所建模型更稳定可靠,预测结果也得到明显改善。     

多波段激光检测光源模块设计

利用特定波长的激光信号模拟激光脉冲信息是评价激光装备接收性能的一种主要手段,为满足不同波长激光装备检测集成化的需求,设计了一种多波段激光检测光源模块。通过激光光源的选型,基于透反镜的共轴光路设计和光纤准直镜头的设计,实现了905、1064和1550 nm波长的多波段激光的共光轴匀化输出。为满足激光光源的窄脉冲驱动需求,选用超高速器件将脉冲上升沿转换成窄脉冲驱动信号,控制RC充放电电路进行功率放大,实现激光光源的窄脉冲发射。分别进行了光斑质量、波长、发射功率等参数的实验验证,结果表明多波段激光检测光源能够满足应用要求。     

钴(Ⅲ)配合物［Co(NH3)4 (N3)2］ClO4晶体结构及激光化学感度

制备了高氯酸·四氨·双叠氮基合钴(Ⅲ)(DACP)的单晶,用X-ray单晶面探衍射仪测定了其晶体结构.结果表明,晶体属三斜晶系,空间群为P-1.晶体学参数为:a=0.74229(9)nm,α=93.244(2)°b=1.21273(14)nm,β=100.074(2)°;c=1.8124(2)nm,γ=98.033(2)°.晶胞体积V=1.5851(3)nm~3,晶胞分子数Z=6,计算密度D_c=1.952 mg·mm~(-3),线性吸收系数μ=1.901 mm~(-1),单胞中电子数目F(000)=948.该化合物对635 nm的激光非常敏感.     

GH3039脉冲激光焊接头组织性能研究

采用脉冲激光焊接工艺对GH3039镍基高温合金进行实验研究。焊接工艺参数选择适当时,可以获得较好的焊接接头。试验接头参数为:工作电流240 A,脉宽6 ms,频率14 Hz,焊接速度105 mm/min,离焦量3 mm,气流量3 L/min。通过硬度测定,金相观察,拉伸试验对焊缝组织和形貌进行观察和分析。结果表明,焊缝组织主要为奥氏体基体,中心区域为细小的等轴晶,边缘为柱状晶,焊缝中心的硬度高于母材硬度,焊缝组织中的层状形貌是由脉冲激光间断作用形成。     

低温燃烧法制备掺钦钇钼石榴石透明陶瓷材料的研究

掺钦钇铝石榴石（Nd:Y3Al5Ol2,Nd：YAG)透明多晶陶瓷和相同化孝组成的单晶相比具有容易制造、成本低、尺寸大、掺杂浓度高、热导率高、热稳定性高、可大批量生产、易实现多层和多功能的陶瓷结构等优点，成为了单晶最有力的替代者。采用低温燃烧法以Nd203、Y203、Al(NO3)3·9H2O、柠檬酸为原料,TEOS为烧结添加剂于1100℃合成出分散均匀、轻微硬团聚、超细、YAG立方晶相(Nd0.01Y0.99)3Al5O12前驱体粉末，经过1700℃真空烧结5h得到Nd:YAG透明陶瓷。釆用TG-DTA、XRD、FT-IR、TEM、ESEM和FT-PL等测试手段对（Nd0.01Y0.99)3Al5O12-瓷材料进行表征。研究结果表明：YAG的析晶温度为850℃,在热处理过程中出现少量的YAP中间相，于1050℃：转变成YAG立方晶相；（Nd0.01Y0.99)3Al5O12陶瓷材料的激光工作波长为1.065μm，和相同组分的单晶相比存在轻微的红移；随着透射光波长的增加，透光率逐渐增加，在可见光区透光率约为45%，在近红外光区透光率约为58%.