光纤受激布里渊散射的光信号特性分析

为了研究抽运光的脉冲宽度对布里渊散射光的影响,对光纤传感系统中基于受激布里渊散射的三波耦合方程进行了分析,采用频域分析和一种微扰近似理论推导了散射光的近似表达式,然后通过数值计算分析了散射光随着脉冲宽度的变化规律。结果表明,在宽度接近于20ns(声子寿命)的脉冲下,散射谱出现多波峰结构;当宽度越来越接近于40ns时,主波峰逐渐增大,次波峰逐渐减小;当采用的脉冲宽度远远大于声子寿命时,散射谱只出现一个波峰并且维持一个波峰不变。此研究为传感中选取合适的脉冲宽度提供了参考。     

高功率CO激光器窗口膜系优化设计

利用膜系设计软件TFCalc35,综合考虑膜系光学性能、驻波场、温度场、热应力场分布,通过调整膜系各层的厚度来调整膜系中电场峰值的位置,设计出了以ZnSe为基底,ZnSe与YF3作为高,低折射率膜料,具有较强激光破坏阈值的高功率CO激光器窗口膜系,窗口的一面反射率达95%,另一面则尽量增透,透过率达99.9%以上.     

TEA CO2激光器同轴非稳腔光束质量

TEA CO2激光器作为推进系统的理想新能源之一,在提高单脉冲能量的同时,为了保证远距离传输效率,必须对其光束质量提出适当要求。通过漫反射法及分光束法精确测量了1Hz下TEA CO2激光器在平-凹型稳定腔和改进的带有涡流管冷却系统的同轴非稳腔的光束发散角,在得到稳腔β=12.53的情况下,采用改进后的同轴非稳腔,β=3.28,且单脉冲能量损失很少。这一结果对继续研制激光推进系统中大体积高能TEA CO2激光器是很有帮助的。     

旋转晶体窗口的实验研究

根据高功率激光器输出光束光强分布不均匀的特点,旋转晶体窗口可以均化窗口的热应力分布,减小窗口的热变形,提高破坏阈值.同时均化窗口的折射率分布,改善激光束的远场光强分布. 本文设计并制作了一套旋转晶体窗口实验装置,成功地解决了窗口的动态密封及窗口跳动量大的问题.在2 kW CO2激光器上进行联机实验,采用德国LASERSCOPE UFF 100型模式仪对激光的模式进行了测量.实验结果表明:这种结构有利于均化窗口的热应力分布,减小输出光束的远场发散角,可以得到较均匀的平顶光束输出,对激光热处理等有较好的应用前景.(OE16)     

高功率激光束整形技术及其数值模拟

为了使高功率、大增益的CO2 激光器光束均匀化 ,提出了一种新方法 :在不增加插入损耗的前提下 ,利用平凹谐振腔中凹镜的曲率半径周期改变使激光光束的模式不断变化 ,从而使叠加的光束在时间上实现了光滑化处理。     

强激光辐照下硅基片超薄多层金属镜的热畸变

对硅基片超薄多层金属镜在CO2 激光辐照下的热特性进行了实验观测与理论分析。给出了超薄多层镜的结构设计方案 ,以及不同激光功率情况下镜面热变形与激光照射时间的关系曲线。结果表明 ,当反射镜吸收功率为 12 0W ,光照时间为 4s时 ,普通硅镜的热变形量为 0 71μm ;同等条件下硅基片超薄多层金属镜最大热变形量仅为 0 2 5 μm。理论计算与实验结果基本相符。     

强激光反射镜热变形的瞬态特性研究

利用2 kW CO2激光器作为激光照射源,用测量精度为±0.03 μm 的Twyman-Green干涉仪、CCD摄像技术、计算机数据采集与处理系统,对硅镜在强光照射下不同时刻的热变形进行了实时测量和数据处理,得到了在不同激光照射时间下镜面热变形的干涉条纹序列图以及给出了热变形量随激光照射时间的变化实验曲线.实验结果显示:在实验用硅镜直径Φ78 mm,镜面厚度为10 mm,镜面对10.6 μm CO2入射光的反射率为63%;净吸收激光功率为140 W,激光辐照时间为4 s的条件下,硅镜最大热吸收变形量为0.46 μm,约为1.315 μm COIL激光波长的1/3,是导致COIL激光器在出光过程中光束发散角增大和光轴漂移的重要原因之一.(OH2)     

在波长1.315μm下的几种激光器窗口热效应比较研究

由傅里叶瞬态导热方程和弹性体应力-应变平衡方程入手，利用分离变量法和热弹性势法建立了晶体窗口在高能激光束照射下的瞬态温度分布、热变形和热应变分布关系式。并同时考虑温度折射率系数、厚度热变形和弹光系统的作用。得到了波长为1．315μm的平面波光束透射氟化钙、氯化钾和熔石英这三种晶体窗口时产生的近场光束相位畸变分布。通过比较发现、窗口光束畸变是热变形、热透镜效应和弹光效应共同作用的结果，热透镜效应占主要因素，弹光效应可以忽略；熔石英具有正的折射率温度系数而产生正光束畸变，氯化钾和氟化钙为负的光束畸变，氟化钙具有最小的相位畸变峰谷值．优于其他二者。适于作为1．315μm波长的窗口材料使用．氯化钾的光束畸变最严重。     

高能激光器抗失调谐振腔的输出特性

在脉冲TEA CO2 激光器中采用角隅反射镜作为全反镜,平行平面镜作为输出镜组成新型激光谐振腔。本文重点研究了角隅谐振腔气体激光器的抗失调特性,并与平凹腔气体激光器进行了对比。在平面输出镜失调角同为6角分时,实验结果表明若平凹腔激光器的单脉冲输出能量下降47% ,角隅腔激光器的单脉冲输出能量仅下降8%,且近场光斑光强分布没有明显变化。当砷化镓输出镜透过率分别为71%、40%和30%时,角隅腔激光器的单脉冲输出能量分别为6. 46J、4. 6J和3. 4J。使用模式仪测量,其结果表明:角隅腔激光器近场光强分布均匀。     

回热器的热声指标

在热声谐振管中,回热管的结构尺寸对于热声谐振管的性能起着关键的作用。本文通过分析得出了采用板叠结构的回热器的有源网络模型,并在此基础上提出了评价回热器性能的指标;输出端放空时的输入阻抗,输出端封闭时的输入阻抗,输出端放空时的正向流放大倍数,以此为基础可以进行热声制冷机的整机优化匹配设计。