固体薄片激光器和固体热容激光器

介绍了能够实现高平均功率的两种固体激光器：固体薄片激光器和固体热容激光器。给出了它们的工作原理和理论上的工作参数。综述了固体薄片激光器和固体热容激光器的研究历史和现状,指出了高平均功率固体激光器未来的发展方向。     

高功率固体热容激光器

介绍了新概念固体热容激光器的基本原理,简述了其发展进程和现状,并对固体热容激光器关键技术进行了详细分析,探讨了其未来发展前景。     

固体热容激光器前途光明

发射的激光，6s在2cm厚的钢片上扣出一个1cm的小孔、过去．这类激光打靶只有用大型气体或化学激光才能做到。由于里弗莫尔发展的新技术，这种成绩现存可以用如家用电冰箱大小的激光系统．以价值30美分的电能就可以取得、这种激光器名叫同体热容激光器(SSHCL)=此项研究成果获得2002年度“研究与发展”杂志的100项奖．列为本年度最佳技术革新产品之一．     

千瓦级3倍衍射极限的高功率热容激光器

开展了热容激光器光束质量控制研究,进行了耦合系统的优化设计,采用了透镜压缩结合波导匀化的设计思想,使抽运均匀性提高到90%的水平;进一步建立了有源非稳腔的理论分析模型,针对热容激光器的抽运条件开展了非稳腔的优化设计,实验结果表明实现了2.7倍衍射极限的千瓦级热容激光输出.     

美研制出67kW固体热容激光器

利弗莫尔实验室在美国能源部的支持下继续从事固体热容激光器的研究,在2006年取得了突破性进展,输出能量达到67kW,光束质量优于2倍衍射极限,并已开始着手研制100kW级移动演示系统.     

氙灯抽运片状固体热容激光器研究进展

介绍了氙灯抽运的片状固体热容激光器的研究进展.基于大口径片状介质,设计了布鲁斯特角和V形有源镜两种构形激光器,实验研究了两种激光器的静态损耗和增益能力,并对两种构形激光器输出能力进行了测量,获得了最大单脉冲能量达47 J,输出平均功率近1 kW的实验结果.探讨了片状构形向更高平均功率发展的技术途径,并通过实验证正了纵向定标放大的可行性.得出了V形有源镜构形激光器更适合向高平均功率发展的结论.     

固体热容激光器--商业界好的选择

在美国陆军空间与导弹防御司令部与其工业伙伴波音、通用原子、DRS、十年光学系统技其他公司合作支持下,里弗莫尔实验室正在发展高平均功率（100kw级)移动激光技术,用于排除地雷、战术短程防空导弹等任务。最终的设想是一种电激励固体激光器,可以布署在混合型电动车辆上。     

固体热容激光器热管理系统中线性阀体的设计

提出了一种新型的、可用于固体热容激光器热管理系统中的线性可控流量阀体的设计方案.通过建立数学模型和用Matlab软件仿真,得出了设计方案.并根据具体的实例,通过理论计算设计出线性工作区间占总的工作区间的80.82%,最大过流面积占外筒圆孔的总面积90.95%的线性可控流量阀体,证明了方案的可行性.     

激活介质光学不均匀性得到补偿的高平均功率固体激光器

强抽运辐射及由它引起的固体激活介质中的热不均匀性是高平均功率固体激光器光束质量下降的基本原因 ,在降低或补偿这些效应影响的一些系统中 ,振荡辐射以“之”字形在片状激活介质中传播 ,从大棱上全内反射。此类激光器能获得光束完全均匀及衍射极限强辐射。图 1　共振腔光学系统1:抽运灯 ;2 :激光介质片 ;3,4:输出反射镜和全反镜 ;5 :棱镜 ;6 :反射器 ;7:控制实验的直角棱镜图 2　输出激光辐射的持续时间为 180 μs(a)和10 0 0 μs (b) 时 ,激光输出能量 Wout与抽运脉冲能量 W的关系(1) :KGd(WO4 ) 2 ∶ N d3 ;(2 ) N a L a(Mo O4 …     

千瓦级激光二极管抽运热容固体激光器

开展了热容激光二极管(LD)抽运固体激光器理论和实验研究工作,进行了抽运源耦合结构的光线追迹和优化设计,针对热容工作模式下激光介质的激光特性进行了初步理论分析,数值模拟了不同抽运条件下激光介质的增益分布及温度梯度、应力梯度,确定了激光器的安全运行条件。初步完成了热容激光器实验平台的建立:采用两个220 Bar的激光二极管面阵对直径为50 mm,厚度为15 mm的Nd∶GGG晶体进行抽运,耦合方式为微透镜准直加正交柱透镜组,耦合光斑的大小为30 mm×30 mm,谐振腔采用平平腔,实验结果表明该激光器在平均抽运功率为8100 W的激励条件下获得了1385 W的激光输出,光-光转换效率约为17%。     

18J,20 Hz固体热容激光器

为研究同体热容激光器运转的物理机制,研制了一台演示验证样机。激光器使用钕玻璃板条为工作物质,脉冲灯抽运,平-凹式稳定谐振腔。固体热容激光器运转有两个工作相,样机达到的技术性能如下：第一工作相输出激光,以20Hz重复频率工作10S,输出能量开始时23．81J／脉冲,结束时18．51J／脉冲;第二工作相冷却工作物质,经编程控制的氮气冷却5min后,激光器可重新进入第一工作相循环工作。分析了限制激光器输出激光时间的两个主要原因。试验表明：固体热容激光器输出激光时,沉积在工作物质中的废热使工作物质处于表面温度高于内部温度的状态。由此工作物质产生了向内的压应力,它使工作物质破坏阈值上升,激光器可以工作在较高的温度状态。对第二工作相冷却工作物质的热管理模型进行了讨论．     

基于固体激光器的光纤型MOPA的研究

报道了以Cr4 :YAG被动调Q固体激光器为主振荡级的光纤型主振荡功率放大器(MOPA),主振荡级通过SMA-905接头实现光纤耦合输出,选用975 nm的半导体光纤耦合模块作为抽运源,通过多模光纤合束嚣和锥度光纤将抽运光和信号光耦合进掺Yb3 双包层光纤,利用包层抽运技术,使主振荡器的脉冲种子源在掺Yb3 双包层光纤得到增益放大.当主振荡器的重复频率为20 kHz,双包层光纤的抽运光入纤功率为6.9 W时,放大器输出的光脉冲平均功率为0.598 W,整个装置实现了全光纤连接.     

固体激光技术研究

三十年来，华北光电技术研究所在固体激光技术方面持续地、系统地开展一系列研究工作，为工程应用打下了良好的基础。本文对其主要方面作一简要评述。     

全固态激光器14 kHz Q脉冲实验研究

在激光二极管抽运固体激光器(DPSSL)中设计一种由无刷电机驱动,采用棱镜作为旋转反射镜的转镜Q开关。设计了20只棱镜的转盘,获得重复频率14.3 kHz的激光脉冲,实现了千赫兹高重复频率大功率关断能力的Q开关技术。在逐步提高转镜转速来缩短Q开关时间的实验中,激光脉冲序列相应递减,当棱镜转镜转速为4.3×104r/min时,获得脉宽89 ns,重复频率14.3 kHz的1064 nm高重复频率脉冲输出。当输入功率为795 W时,获得平均功率100 W脉冲输出,电-光转换效率为12.5%,峰值功率达到78.3 kW。实验结果说明,棱镜转镜Q开关是实现全固态激光器千赫兹Q脉冲输出的可行技术途径之一。     

星用固放电磁兼容设计

介绍了星用固放的电磁兼容设计, 主要从结构设计角度分析和解决了电磁兼容性问题, 并给出试验结果。     

用于泵浦固体激光器的激光二极管线阵的输出特性

从实验上测量了激光二极管线阵的输出特性,研究了温度、电流对输出功率、光谱特性,以及偏振特性的影响,为设计全固态激光器提供有益的参考。     

热透镜效应对固体激光器输出影响研究

对含热透镜的固体激光器谐振腔进行理论分析,得到等效谐振腔的G参数,分析讨论G参数随泵浦功率的变化,给出了不同腔型输出功率的变化情况.采用TmYAP激光器作为研究对象,由实验验让了不同腔型激光输出功率的变化,得出对平平腔固体激光器而言,短腔适合高功率输出的结论.