LDA侧泵Nd玻璃的高光束质量激光放大器研制

研制了一台高光束质量、高稳定的基于激光二极管阵列(LDA)侧泵Nd玻璃的纳秒方形激光脉冲放大器。为了获得较高的输出能量,采用LDA泵浦的"串联式双程放大"高增益组件进行能量放大。同时,为了获得高光束质量的光斑,利用液晶空间光调制器(LCSLM)对光束近场分布进行空间整形,以便得到超高斯平顶分布的光束,并对后级放大器增益不均性进行预补偿,最终得到了光束口径为Φ13mm、光束近场调制度小于1.22∶1的激光输出。放大器工作波长为1 053nm,当注入500nJ的3ns方形激光脉冲时,得到无脉冲畸变激光脉冲能量为100mJ、能量不稳定度为2.14%(均方根)和远场角漂移小于11μrad的高光束质量激光输出。     

12.5μJ电光腔倒空锁模皮秒激光器的实验研究

报道了单脉冲能量大于10μJ的腔倒空锁模皮秒激光器。通过实验完成了光纤耦合激光二极管端面抽运Nd:YVO4晶体、半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的大功率皮秒激光振荡器后,在锁模腔内插入BBO电光晶体,实现重复频率1Hz～10kHz连续可调的电光腔倒空锁模运转。在抽运功率17.9 W时,获得了单脉冲能量12.5μJ、重复频率10kHz、脉冲宽度24.7ps的激光输出。     

高脉冲稳定性的100kHz皮秒再生放大器

报道了一种具有高脉冲稳定性的100kHz皮秒脉冲再生放大装置。该放大装置采用激光二极管(LD)端面抽运的Nd:YVO4晶体作为增益介质,RTP晶体作为电光晶体。再生腔的腔型为对称W型,总长1.8m。分析了皮秒脉冲在再生放大腔中往返次数和再生腔损耗对放大脉冲倍周期分叉现象以及稳定放大时输出功率的影响。抽运功率为30W时,通过选取最优的往返次数获得了功率为5.3W的高脉冲稳定性的再生输出,脉冲稳定性均方根(RMS)值小于2%。放大后皮秒脉冲脉宽为13.78ps,脉冲峰值功率3.84MW,再生腔输出的光束质量因子M2≤1.5。     

DBR单纵模光纤激光器波长温度调谐

报道了采用DBR方式,利用8 mm的高浓度掺Yb3+单模光纤,实现了波长为1 064 nm的单纵模调谐激光稳定输出的实验结果。该DBR谐振腔有效腔长为16 mm,输出最大功率为7.4 mW,通过半导体制冷器温控改变谐振腔的温度,实现了0.824 nm的单纵模无跳模调谐。采用光纤外差法,并利用低损耗环形器和光纤反射镜倍增延迟线长度提升测量精度的方式,测量得到激光最大线宽为4.4 kHz。单纵模激光的弛豫震荡峰位于900 kHz处,其相对强度噪声为-110 dB/Hz,当频率大于1.5 MHz时相对强度噪声为-145 dB/Hz。     

基于自适应PSO的微电网双向DC-DC变换器前馈自抗扰控制

针对传统PI控制光储微电网系统双向DC-DC变换器存在的直流母线电压波动大、充放电有效性差、抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于自适应粒子群优化(APSO)的双闭环控制策略。首先,建立双向DC-DC变换器的数学模型。其次,设计了包括电压环线性自抗扰控制（ADRC）、电流环PI控制的双闭环控制系统,并在电压环中加入前馈控制以增强控制系统的鲁棒性。然后,针对自抗扰控制器参数难以整定的问题,提出了一种基于APSO算法的参数优化系统,该算法引入了自适应惯性权重因子,使惯性权重在粒子群迭代过程中可以动态调整以获得更佳的寻优效果。最后,设计一种带罚函数的时间乘以误差绝对值积分(ITAE)指标作为适应度函数,实现了前馈线性自抗扰控制(FF LADRC)系统控制参数的自主寻优。MATLAB仿真结果表明,所提控制策略能够有效减小直流母线电压波动,提升储能系统的充放电性能,解决了线性自抗扰控制器参数整定问题。     

基于脉冲串模式的ZnO薄膜皮秒激光脉冲沉积技术

介绍了一种基于多脉冲模式的皮秒激光脉冲沉积方法,采用该方法在玻璃基底和单晶硅基底上沉积了透明导电氧化锌(ZnO)薄膜,使用光谱椭偏仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、分光光度计和四探针测试仪分析了激光的不同脉冲串模式对ZnO薄膜厚度、粗糙度、表面形貌、晶体结构、光学性能以及电学性能的影响。结果表明：沉积速率随着子脉冲串数量的增加而减小;随着子脉冲串数量的增加,薄膜表面粗糙度减小,颗粒尺寸减小,薄膜变得更加致密光滑;所有样品均呈现多晶结构;ZnO薄膜的透过率在可见光区域内高于92.95%,且禁带宽度在3.317～3.427eV范围内;薄膜电阻率随着子脉冲数量的增加而减小。相比于单脉冲,利用多脉冲沉积产生的薄膜具有更高的表面质量、更好的光学性能和更低的电阻率。     

LD泵浦的紧贴式产业化固体绿激光器的研究

通过对LD泵浦的固体激光器热效应的分析,给出了计算热效应的理论方法,以及紧贴腔结构的实验方法,对LD泵浦的固体激光器的产业化提供理论与实验基础。     

长下降沿时间的KD*P泡克耳斯盒驱动电源对全固态腔倒空激光器输出特性的影响

设计了一种脉冲激光二极管抽运的低重复频率全固态腔倒空激光器,为了尽可能减小损耗的影响,在腔内采用双薄膜偏振片结构,使反射率较高的垂直方向线偏振光在腔内振荡。以此装置为基础,就泡克耳斯盒驱动电源较长的下降沿时间对全固态腔倒空激光器输出特性的影响进行了实验研究。结果表明当泡克耳斯盒驱动电源的下降沿时间远大于腔内的一次往返时间时,激光器输出特性会发生明显地变化：增大电流强度会导致脉冲宽度增大,脉冲能量经历先增大后减少的过程;增大泡克耳斯盒驱动电源的开门时间,也会导致脉冲宽度和能量发生类似的变化。     

有限的下能级寿命对四能级激光器工作特性的影响

在考虑了有限的下能级寿命和激光能级与晶格场的相互作用的基础上, 对四能级激光的速率方程组进行了求解。结果表明由于这个有限寿命的存在, 激光阈值升高, 输出与输入之间出现了非线性。与下能级瞬时跃迁的理想情况不同, 泵浦功率增大时, 四能级激光器的输出趋向于一个极限值, 并且, 下能级寿命越长, 激光器所能获得的最大输出越小。     

SiGe合金综述：最新的研究进展及热电性能 优化策略

硅锗（SiGe）合金作为代表性中高温热电材料,在太空探测航天器的辅助电源上,已经获得了较为广泛的应用。SiGe合金具备结构稳定、元素丰富、无毒、耐高温、易于工业集成等显著优势,但较低的热电性能限制了SiGe合金的实际应用与推广。基于此,本文综述了SiGe基热电材料在电、热两方面的协同优化策略,以及相关最新研究进展。在电学方面,揭示了调制掺杂、能量过滤机制等优化策略对提高SiGe合金的功率因子的重要性;在热学方面,详细回顾了降低SiGe合金晶格热导率的诸多策略,包括纳米结构化、SiGe-金属硅化物/硅化物复合以及SiGe-氧化物复合策略,并比较了不同优化策略对晶格热导率的降低效果。通过电热输运参数的协同优化,p型和n型SiGe基热电材料的zT值分别达到了1.81（1100 K）和1.7（1173 K）,为当前文献报道的最高值。本文对于SiGe块体材料的热电性能的进一步优化提供了一定的参考。