半非平面单块激光器强度噪声及其抑制的研究

实验研究了半非平面单块固体环形Nd∶YAG激光器的强度噪声特性和抑制技术。结果表明,弛豫振荡仍是该种激光器强度噪声最主要的来源。噪声峰值频率随抽运和输出功率的增加向高频方向移动,同时噪声峰宽度增加幅度降低,且在峰值频率附近发生180°相位跃变。采用光电反馈方法设计和制作了包含低噪声宽带接收、比例积分微分(PID)调整等单元组成的噪声抑制电路,测量了整个系统及各部分的传递函数,实现了强度噪声的抑制。当弛豫振荡峰值频率为600kHz时,噪声峰值处和低频区域幅度降低分别接近40dB和15dB。     

非平面环形腔激光器的强度噪声及其抑制

采用全量子理论对单块非平面环形腔Nd:YAG激光器的强度噪声特性进行了研究,通过理论分析和仿真发现,单块非平面环形腔激光器的弛豫振荡主要由真空起伏、偶极起伏和内腔损耗引起,抽运噪声和自发辐射对弛豫振荡的影响相对较小。同时,从理论上对强度噪声的光电负反馈抑制进行了分析和仿真,为实验上噪声抑制电路的设计提供了一定的理论基础。参考此理论电路,设计了可以获得较好的相位超前和低噪声宽带宽增益放大的噪声抑制电路,在实验上获得了良好的噪声抑制效果。当弛豫振荡峰为311kHz时,弛豫振荡峰处的强度噪声被抑制了39dB,在整个频谱范围内获得了低于-115dB/Hz的噪声水平。     

利用光电反馈抑制钛宝石激光器低频段的强度噪声

对前置光电负反馈抑制钛宝石激光器强度噪声方法的特性进行了理论分析,表明注入噪声不同时对应的最佳反馈增益不同。利用前置光电负反馈方法,在实验上实现了全固态连续单频可调谐钛宝石激光器低频段的强度噪声抑制,通过调节反馈增益,使激光器的强度噪声抑制程度最大。在分析频率为1.125 MHz处,强度噪声由原来的8.7 dB降低到了1.4 dB,抑制程度达7.3 dB。调节反馈增益和相位延时,可以获得不同分析频率的强度噪声的降低。     

单频光纤激光器的噪声抑制

对单频光纤激光系统的输出噪声进行了测量和研究,利用前置光电负反馈方法对光纤激光器的强度噪声进行了抑制,调节反馈增益和延迟时间,可以在不同的边频处接近散离噪声极限,在分析频率6.0 MHz处抑制程度达到22 dB.     

半导体激光器波长转换中的噪声抑制

利用可调谐外腔半导体激光器进行了波长转换实验。静态转换后的波长可以在６０ｎｍ范围内连续调谐,并实现了１５５Ｍｂ／ｓ和６２２Ｍｂ／ｓ速率信号的动态波长转换。对激光器型波长转换器的噪声传输特性进行了研究,分析表明,由于输入和输出存在阈值特性,因此可以有效地抑制输入信号“１”上的噪声,波长转换对噪声性能的改善和输入光的功率和噪声带宽有关。     

外注入锁定对FP激光器强度噪声的抑制

采用较强的外注入光锁定FP激光器,获得了理想的强度噪声抑制效果.在自由运转的FP激光器的弛豫振荡峰处,最大噪声抑制强度可达9dB.研究了注入光功率和频率失谐对于强度噪声抑制效果的影响.此外,通过实验研究了理想噪声抑制范围与激光器稳定锁定范围之间的关系:它们都随着注入光功率的增加而增大;但在相同的注入光功率下,稳定锁定范围允许更大的频率失谐.     

外注入锁定对FP激光器强度噪声的抑制

采用较强的外注入光锁定FP激光器,获得了理想的强度噪声抑制效果. 在自由运转的FP激光器的弛豫振荡峰处,最大噪声抑制强度可达9dB. 研究了注入光功率和频率失谐对于强度噪声抑制效果的影响. 此外,通过实验研究了理想噪声抑制范围与激光器稳定锁定范围之间的关系：它们都随着注入光功率的增加而增大;但在相同的注入光功率下,稳定锁定范围允许更大的频率失谐.     

半导体激光器相对强度噪声的实验研究

建立了一套半导体激光器噪声测量系统用于生产测量和科学研究,其特点是简易,且兼容性大。用该系统对相关的半导体激光器(不同腔长,镀膜与不镀膜等)进行了测量研究,着重研究了镀膜与不镀膜的条件对激光器噪声特性的影响,发现镀膜后管芯一致性提高、受反馈影响增大。为实际生产提供了改进建议,即需要针对实际应用来精心选择端面镀膜的反射率,前端面镀膜反射率不能太低。     

光电反馈抑制掺铒光纤激光器的低频强度噪声

通过光电反馈电路对掺铒光纤激光器的中低频噪声进行了抑制。根据速率方程理论,分析了影响掺铒光纤激光器强度噪声的因素,通过电路仿真分析优化反馈电路参数,重点讨论反馈信号的相位对噪声抑制的影响。实验表明：激光器的低频(小于20KHz)强度噪声平均降低了10dB,中频弛豫振荡峰处（30KHz附近）抑制达35dB,并且克服了光电反馈抑制强度噪声使弛豫振荡峰向高频移动,导致高频噪声增大的问题。优异的噪声特性使光纤激光器在光传感领域具有很高的实用价值。     

二极管抽运高功率Nd:YAG棒状激光器

介绍Atsushi Takada等人研制的全固态棒状激光器，平均功率大于10kW，用于高速和高精度材料加工，如切割和焊接。2000年他们开发了全固态棒状激光器系统，平均功率在3kW量级，以连接波运转平均功率5.1kW，用连续波和准连续波组合运转得到3.3kW。连续波运转时，电光效率22％，准连续波操作时，平均功率2kW，电光效率26％。     

LD侧面抽运全固态Nd:YAG紫外激光器的研究

为了使侧面抽运全固态355nm紫外激光器输出高质量光束的紫外激光,采用腔内光束传输矩阵模拟的方法,进行了谐振腔优化和腔内倍频和频结构设计。通过理论分析和实验验证,取得了输入电功率为280W、声光调制频率为40kHz时,355nm紫外激光的输出功率为10.58W、激光脉冲宽度20ns、光束质量因子M2=1.3的数据。结果表明,侧面抽运腔内倍频与和频可实现近基模高功率紫外激光的输出。这一结果对紫外激光器的工程化有一定指导意义。     

采用Nd:YAG微片激光器的激光回馈干涉仪的研制

微片激光器具有极高的光回馈敏感度,在回馈测量技术中占据重要地位。准共路激光回馈干涉技术在保持了微片激光器的高光回馈灵敏度以及外差式光回馈相位测量方法的高分辨率等优点的同时,通过频率复用技术消除了回馈干涉仪的空程带来的负面影响,大幅度地提高了回馈干涉仪的抗环境干扰能力。它可以进行非配合目标的非接触式精密位移测量,从而填补了现有激光干涉仪在精密位移测量应用方面的一个空白。通过与Agilent5529A双频激光干涉仪多次比对,得到回馈干涉仪目前达到的指标为:线性度优于3×10-5,量程50 mm,标准差在200 nm左右。     

885nm抽运Nd∶YAG激光器

在二极管抽运Nd: YAG激光器中,量子亏损是影响晶体热积累的一个最重要参量,为了达到减少晶体热效应的目的,可采用直接抽运技术.经过理论分析,采用的二极管阵列中心波长为885nm、晶体尺寸为5.5mm×55mm,实验对比验证了多种透过率输出镜.结果表明,在透过率为58%时,获得最大单脉冲138mJ的静态输出,光光转换效率为12%.这一结果验证了采用885nm抽运源直接抽运技术的可行性,并有助于实验的进一步发展.     

Efficient Nd:YAG slab longitudinally pumped by diode lasers

An efficient scalable 1.06-μm continuous-wave (CW) Nd:YAG slab laser longitudinally pumped by diode lasers is discussed. The 809-nm diode radiation is focused into every laser channel emerging from the reflection points of the 1.06-μm beam on the coated slab surfaces. A maximum CW TEM₀₀ output power of 675 mW has been obtained at a diode pump power of 2 W resulting in a slope efficiency of 40%     

高效率侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷激光器

研究了808nm侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷棒的激光输出特性和热透镜效应,并与相同尺寸、相同掺杂浓度的Nd:YAG晶体进行了对比。当泵浦功率为60W时,陶瓷获得了21.6W的1064nm连续激光输出,光-光转换效率为36%,斜效率达到46.9%,在相同的泵浦条件下,Nd:YAG晶体的输出功率为23.9W,光-光转换效率为39.8%,斜效率为50.3%。实验结果表明,Nd:YAG陶瓷的性能已经接近于Nd:YAG晶体。     

GaAlAs／GaAs量子阱LD泵浦Nd：YAG激光器

利用分子束外延技术生长出了ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ折射率渐变分别限制单量阱材料。用该材料作出的激光二极管作泵浦源对Ｎｄ：ＹＡＧ激光器进行端面泵浦实验，在工作电流为３．３Ａ时，ＬＤ输出功率为２．７Ｗ，得到Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的输出功率达７００ｍＷ，光－光转换效率达２０％。     

二极管泵浦的声光Q开关高重频Nd:YAG激光器研究

采用光纤耦合输出的连续激光二极管端面泵浦声光Q开关Nd:YAG激光器，在重复频率1kHz时，获得最窄脉宽5.5ns，最大峰值功率76kW；在重复频率20kHz时，最大平均功率4W（脉宽16ns），斜效率达33.4％。并对实验结果进行了讨论。     

Ho:YAG laser pumped by 1.9-μm diode lasers

A 21-μm Ho:YAG laser end pumped by 1.9-μm diode lasers has generated nearly 0.7-W CW output power. Laser operation was maintained even with Ho:YAG heat sink temperatures in excess of 60°C     

半导体泵浦被动调Q高重频Nd:YAG激光器

从被动调Q固体激光器的速率方程出发,分析给出了Cr4+:YAG被动Q开关Nd:YAG激光脉冲的峰值功率、脉冲能量、脉宽及重频等相关参量表达式.以此为基础,进行了光纤耦合输出的连续半导体激光纵向泵浦被动Q开关Nd:YAG激光器实验研究,采用不同参数Cr4+:YAG晶体作为被动Q开关,获得了不同参数的高重频脉冲激光输出.