混合抽运和增益开关铥/钬共掺脉冲光纤激光器对比研究

提出了利用1570nm的连续激光和1565nm的脉冲激光混合抽运铥/钬共掺光纤获得脉冲激光输出的方案,搭建相应的实验平台,得到了混合抽运方式下的2μm稳定脉冲激光输出。同时进行了直接增益开关方式获得脉冲输出的实验。对两种方式获得的脉冲进行了对比。实验结果表明,在相同输出功率水平下,混合抽运方式获得的脉冲激光更加稳定,能量浮动小于5%。相对于直接增益开关方式,混合抽运方式在获得更加稳定的脉冲激光输出上具有一定优势。但直接增益开关方式获得的激光输出的脉宽要小于混合抽运方式获得的激光脉宽。     

激光束相干合成技术的研究进展

光纤激光器相干合成技术的研究对于获得高功率和良好光束质量的激光输出具有十分重大的意义,而激光束相干合成技术对光纤激光器的相干合成具有重要的启发作用.介绍了激光束相干合成技术的基本原理和研究进展,按照不同的合成机理对各种相干合成方案进行了分类,详细阐述了各种方案的合成机理和技术难点,并对各种方案作了简要的对比和优劣性评价,指出了三种比较有前途的激光束相干合成技术方案.     

532 nm连续激光对砷化镓材料损伤的研究

利用532 nm连续激光对掺Si的n型砷化镓材料进行作用,材料的晶轴方向为〈100〉偏〈111A〉方向15°.实验观察到,连续激光与材料相互作用过程中,材料作用表面的反射光在观察屏上形成环状结构,认为是由夫琅和费衍射产生的,并首次提出将衍射作为探测材料损伤的方法.实验测得砷化镓的阈值损伤功率密度为2.56×105W/cm2.利用温度场的热传导方程计算获得材料的损伤阈值时间与入射光功率密度的关系曲线,并与实验曲线进行了比较.     

HF激光器腔内气动介质有序扰动的数值模拟

通过对化学激光器腔内介质不均匀性的分析指出 ,HF连续波化学激光器 (CWCL)腔内的气动介质的有序不均匀扰动将是影响输出光束质量的主要因素之一。利用建立的激光器腔内二维折射率分布模型对基频和泛频HFCWCL有无激射条件下腔内气动介质的有序分布进行了数值计算。分析比较了 3 Slot(3S)和 2 Slot(2S)喷管结构的激光器的性能和气动介质对光束质量的影响。数值模拟指出 ,在望远式非稳腔输出条件下 ,腔内 1m喷管阵列的气动介质有序不均匀扰动对光束质量的影响不大 ,但由于相位扰动的均方差将随喷管阵列长度的平方增大 ,对于HF泛频输出尤应重视。另外 ,3S在工作性能和光束质量方面均优于 2S。     

碳纤维增强环氧树脂复合材料在切向气流和激光作用下的损伤

实验研究了靶板表面有0.4 Mach(1 Mach=340 m/s)切向空气气流、 0.4 Mach切向氮气气流和无气流时, 976 nm连续激光对碳纤维增强E-51环氧树脂复合材料的辐照效应, 得到了该材料在不同功率密度下的烧蚀规律。实验结果表明: 当样品发生剧烈热分解时, 随热分解气体流出边界的固体颗粒对入射激光有屏蔽作用; 切向气流一方面可以减弱这种屏蔽作用, 有利于辐照区的烧蚀, 另一方面对样品有冷却作用, 不利于烧蚀; 相比于氮气流, 空气流有助于产物的燃烧, 对下游附近区域产生明显的加热作用; 切向空气气流的加载会明显提高扩散到样品表面的氧气浓度, 导致碳纤维发生氧化烧蚀; 三种气流状态下, 当入射激光功率密度在100～800 W/cm²范围内, 随着功率密度的增大, 激光能量的利用效率逐渐降低。     

孔径填充——光纤激光阵列相干合成中的关键技术

光纤激光相干合成能够获得高功率、高光束质量的光束输出。目前国内对于相干合成技术的研究集中于各路激光的相位控制,即光束如何相干。而相干光束的合成,即如何提高相干激光阵列的填充因子,作为影响相干合成光束质量的一个重要因素,则较少受到关注。为了保证相干合成激光的光束质量,需辅以相应的孔径填充技术尽可能增大激光阵列的填充因子。跟踪国外近年来发展的孔径填充技术,如幅相转换、自成像波导、光束整形、衍射光学法、光束截断法等,并对每一种技术加以分析和评判。结果表明,光束截断法不需要复杂的光学设计,实施起来最为简单有效,有可能最终用于多路大功率光纤激光的合成。     

对百千瓦级全固态激光相干阵列系统的分析

对百千瓦全固态激光相干阵列系统进行了深入分析。通过对Northrop Grumman公司相干合成105kW高功率固体激光报道的解读,理清高功率固体激光相干阵列系统设计与研发过程中需要攻克的单元光束净化、相位控制、孔径填充、系统标校等技术难关。阐释全固态激光相干阵列与单增益介质单孔径100kW全固态激光系统的优势,并对全固态激光非相干阵列进行了简单分析。     

窗口效应对高能激光光束质量影响的实验研究

选用氟化钙为窗口材料,通过实验验证了高温和应力作用下的窗口对光束质量的影响。选取一种高能激光光束质量的评价方法,对窗口效应引起的光束质量退化在实验中得到了验证。通过处理光束在远场的光斑半径,得出由于窗口的影响,光斑半径变大且增长速率较快的结论,从而证实窗口热效应对光束质量有较大影响。     

玻璃钢的二氧化碳激光碳化实验研究──玻璃钢的激光碳化破坏研究之一

本文介绍了利用二氧化碳激光器对新型复合材料４５０１Ａ型玻璃钢进行烧蚀实验，测量了烧蚀失重、碳化热和碳化深度，并对玻璃钢的碳化物、烧蚀物进行红外散射谱分析。作为碳化破坏对微波传输影响的直接相关量，我们利用微波矢量网络分析仪对８．２～１２．４ＧＨｚ微波的传输特性进行了测量，得到了透射率、插入相移随能量密度的变化。     

自由旋气动窗口的类透镜效应研究

对高能激光器自由旋气动窗口工作射流的类透镜效应进行了研究。从实验上研究沿自由旋气动窗口射流方向上不可避免的类透镜效应的特性 ,然后采用几何矩阵光学的原理 ,从理论上对自由旋气动窗口的类透镜效应进行详细的分析计算。最后 ,分析讨论类透镜效应对自由旋气动窗口的设计所带来的限制条件。