微型高重复频率激光二极管抽运固体激光器的窄脉宽抽运技术

微型化激光二极管(LD)抽运高重复频率固体激光器在工程应用方面总是存在器件散热与体积之间的矛盾。窄脉宽激光二极管抽运技术的使用,不仅提高了产品的光电技术指标,而且将关键元器件的散热功率降到原先的30%,有效地解决了微型元器件散热与体积之间的矛盾,使激光器的整体性能有了显著提高。在工作重复频率2.5 kHz,抽运脉宽120 μs的条件下,实现了峰值功率12.1 kW,脉冲宽度约为7.7 ns,光束质量因子M2约为1.7的激光脉冲输出,并使激光器在－55～＋75 ℃温度条件下长期稳定工作。窄脉宽抽运技术使整机系统存在很大的拓展空间,在用户需要时可将工作重复频率提高到5 kHz,甚至更高。     

被动Q开关的微型DPL技术研究

被动Q开关是实现脉冲工作DPL微型化最有效的手段之一.文中介绍了Cr4+:YAG晶体被动Q开关激光器的基本原理,在实验中采用CW5W的LD端面泵浦的Nd:YAG/Cr4+:YAG激光器实现了重频高达5kHz、单脉冲能量40 μJ、脉冲宽度5.9 ns的稳定单纵模激光输出,并研制成微型化样机.     

激光二极管端泵浦Nd:GdVO4连续激光器

实验研究了激光二极管端面泵浦Nd:GdVO4激光器,采用平-平腔结构,实现了1064 nm连续激光输出.在注入泵浦功率为16.36 W时,最大连续激光输出达9.86 W,光-光转换效率为60.02%;在腔内插入Q开关,重复频率为50 kHz,注入泵浦功率为7.77 W务件下,得到3.24 W的激光脉冲输出,脉冲宽度为19 ns,M2=2.4.     

LD泵浦Nd∶YAG薄片激光器技术研究

报道了二极管泵浦的大功率薄片激光器.通过合理设计四通耦合系统,实现了泵浦光在方形薄片晶体上的均匀泵浦;采用两块方形Nd∶ YAG薄片串联,实现了1.32 kW的激光输出,光-光转换效率达32.1％;通过干涉条纹法测量增益介质受热后造成的光学畸变小于10 λ.     

基于小信号的电光调制器半波电压测量方法北大核心CSCD

针对马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,M-Z)型电光调制器高频半波电压测量方法复杂、测量仪器昂贵、测量成本高等问题,提出了一种基于小信号的高频半波电压测量方法。该方法利用光功率计的积分特性,仅使用光源、信号发生器、直流电源及光功率计,通过测量待测器件在有射频信号输入和无射频信号输入下输出功率极值的变化,即可实现对M-Z型电光调制器高频半波电压的高精度测量。采用OptiSystem开展了测量方法的仿真验证,采用Matlab完成了测量误差分析,并在1 kHz频率下对测量方法进行了实验验证。仿真及实验结果表明:该测量方法可以仅利用小信号完成M-Z型电光调制器半波电压的准确测量,1 kHz下绝对误差小于0.5%,换算所得的1 dB压缩点在10 GHz~40 GHz频率范围内与频响曲线的相对误差小于±0.3 dB。     

高功率固体激光器技术研究与应用

论述了高功率固体激光技术发展历程中遇到的各种技术问题及解决方案,对目前高功率固体激光技术的研究热点——光纤激光器、热容激光器、板条激光器、薄片激光器等的技术特点、发展现状及应用前景进行了讨论。     

CCEPS激光器水冷设计的流固耦合传热数值研究

用计算流体力学(CFD)方法对传导冷却端面抽运板条(CCEPS)激光器的多种水冷设计方案分别进行了流固耦合传热数值模拟,比较了流固耦合传热模拟和单纯的导热模拟结果的差别,对各种水冷设计方案进行综合比较,研究了冷却通道的尺寸、数量以及冷却水流量等因素对激光板条温度分布以及对热沉的流动阻力特性的影响。一般情况下,减小通道的特征尺寸,增加通道数目和冷却水的流量可以降低固液耦合界面的传热热阻,因此,微通道冷却方式比常规的空腔冷却和小通道冷却显著提高了总传热系数,降低了总热阻,可将发热部分的温度明显降低,但是微通道冷却方式必然造成较大的流动压力损失。     

声波无线遥测技术在南海东部古近系地层测试中的应用

南海东部古近系储层埋藏深,探井DST地层测试风险大,传统的存储式和电缆地面直读式压力传输方式均不能同时保证测试的实时性、安全性和时效性。声波无线遥测技术利用声波在测试管柱中的传播实现信号传递,通过井下中继器克服声波信号传输中的衰减问题,实现井下压力温度数据上行和操作指令下行的双向传输功能。应用该技术对南海东部X井古近系储层进行DST测试,在不同测试阶段下载实时压力数据,辅助判断了射孔情况、产能测试稳定情况、以及关井压力恢复阶段,获取有效的井底压力和温度数据,准确解释得到测试井产能和储层参数,并提高了作业时效性。该技术为海上油气井的测试提供了一种安全、高效、准确的井下数据传输方式,具有良好的实用性。     

小型化高重频窄脉冲声光Q开关DPL

介绍了小型化高重频声光Q开关DPL研制过程中的一些实验进展和相关产品样机。实验中，通过参数的优化选择，在激光二极管的泵浦峰值功率5 W，重复频率2 500 Hz下得到脉冲能量为81.5 μJ，脉冲宽度约为7.4 ns的激光输出，此时激光器的峰值功率为11 kW，光光转换效率14%，光束质量因子M2约为2.1。     

固体激光器新型冷却热沉的设计和CFD数值研究

为固体激光器设计了一种新型内部结构扰流柱结构的冷却热沉,采用计算流体力学（CFD）方法对此水冷热沉的三种典型设计方案以及传统的空腔结构和等截面小通道结构热沉分别进行了数值模拟,据此研究了冷却水流量对各种方案的增益介质最高温度、冷却面温度分布以及热沉的压力损失等特性的影响。在相同传热量和相同冷却水流量前提下,等截面小通道热沉和扰流柱热沉的传热特性都明显优于空腔结构热沉。与等截面小通道水冷热沉相比较,扰流柱热沉传热热阻更小,而流动压力损失较大。数值模拟结果表明扰流柱热沉传热性能优于传统的两种热沉（空腔结构和等截面小通道结构）设计方案,具有更好的冷却效果。在较高流量下工作时,扰流柱热沉传热性能略优于等截面小通道热沉,在较低流量下工作时则显著优于等截面小通道热沉。