高峰值功率气体激光器

由于横向激励大气压CO2激光器研制成功,使用简单的实验室样机就能在10.6微米处获得功率达数兆瓦的激光脉沖。本文讨论了这些激光器的基本特性,介绍了好几种对低重复率激光器作有效横向激励的不同技术。也叙述了使重复率增加到1000脉沖/秒的方法。从此种技术的简便与低价考虑,似乎在不远的将来,可使脉沖的能量与宽度分别达到千焦耳与1毫微秒数量级的水平。     

高气压激光器的发展

本文介绍电激励高气压气体激光器向高气压大体积横向激励、横向高速气体流动等方向发展的情况。着重介绍高气压CO2激光器已达到的水平,单脉沖能量2×10³焦耳（20微秒),流速3马赫时,重复率17千赫。预计将能实现的目标是脉沖能量10⁵焦耳,峰值功率10¹²瓦和高气压激光器的连续运转。     

高脉冲重复率(50千周/秒)室温GaAs激光器的性能

GaAs激光二极管已以100毫微秒的脉冲和50千周/秒的脉冲重复频率在室温下有效运转。当重复率增至0.03~10千周/秒时,阀值并未上升,给定电流的输出功率并未下降。在20千周/秒以上,由于发热,发现阀值有所上升,输出功率稍有下降。虽则如此,在50千周/秒时,输出功率仍可达到甚低重复率时所获功率的75%。例如,在40安和1千周/秒处输出为12瓦的激光器,施加同样的电流,在50千周/秒处输出9瓦。其峰值与平均功率高于迄今为止曾报导过的在这类低电平处的输出值。     

0.2瓦重复脉冲闪光泵浦染料激光器

采用一种脉沖重复率为10~50脉沖/秒、每个脉沖的能量高达50焦耳、上升时间很快的闪光灯,已由好几种染料中获得了激光发射,平均输出达200毫瓦。     

千赫重复率闪灯泵浦Nd:YAG激光器

固体脉冲激光器通常有两种工作方式:脉冲闪灯泵浦,振荡重复频率很低(<100赫),但峰值功率高;连续泵浦脉冲激光器,振荡重复率很高(几千或几兆赫),但峰值功率低。中等重复率脉冲激光器可用脉冲反射方式或脉冲透射方式Q开关,而高重复率激光器可以是腔倒空方式或锁模方式工作。许多应用包括搜索雷达在内要求激光器具有高的峰值功率和几千赫的重复频率。本文介绍一种闪灯泵浦Q开关Nd:YAG~(3 )激光器其重复频率几千赫,峰值功率超过500千瓦。     

高平均功率氙激光器

本文描述一种脉沖重复频率为1.2千赫兹,平均多波长红外功率超过10瓦的横向激励脉沖氙激光器。衍射光柵使得能在2.03、2.65、3.43或3.65微米处进行单线运转。     

振动镜重复Q开关

本文阐述了用重复率达10千赫的振动镜对连续抽运Nd:YAG激光器进行重复Q开关。所观察到的峰值功率为70千瓦,脉宽为60毫微秒。Q开关是由附着于扭矩棒一端的镜子所组成,该棒在其机械谐振频率下起动。     

连续抽运Q开关YAG:Nd~(+3)激光器输出功率的计算

提出了予示连续抽运Q开关YAG:Nd~(+3)激光器的平均脉冲功率输出的计算方法。用这种方法很容易计算出激光器工作特性与Q 开关机械调制、最佳输出耦合反射系数、腔内损失效应以及平均脉冲功率的抽运效率这些比较重要的参数变化的相互关系,并用以1～40千赫脉冲重复率工作的10～30瓦多模和1.4瓦TEM_(00)模激光器检验过这个理论,取得了很好的一致。     

高性能Q开关2微米激光器

在多方面的应用中,都需要高效率和高平均功率的中红外固体激光光源。本文中我们报导一种2微米激光器,它以100次/秒Q开关方式工作时,可输出TEM00模100毫焦耳;激光器用一只钨灯泵浦,钨灯额定功率负载为1千瓦,使用功率约为额定功率的80%。这是超越Nd激光技术所达到的性能方面的一个重大进展。     

10.6微米CO2激光器的竞争、滞后及反馈Q开关效应

本文报道了10.6微米CO2激光器的高重复率（30到60千周/秒）Q开关。用一种新的运动腔技术使脉冲运转给出和连续运转相同的平均功率。其结果提供了关于激光低能级寿命的信息,还表明在CO2激光器中某些有趣的滞后效应和谱线竞争效应。     

国外固体激光材料与器件的发展动向

一概况国外固体激光器如红宝石、钕玻璃和掺钕钇铝石榴石激光器等都已成熟,定型,系列化大批生产。与其配套的电光Q开关、声光Q开关、调制器、倍频器、锁模器等也都定型系列化生产,均有商品供应。钕玻璃激光器利用锁模加多级放大,峰值输出功率达2.5×10~(13)瓦,脉宽×10~(-12)秒。关于红宝石激光器,美国科拉德公司的K-1100PTN型,多级峰值输出为2～3千兆瓦,每秒一次脉冲,脉宽为3～5毫微秒。关于YAG:Nd激光器,GTE西尔凡尼亚公司用一级锁模本振,一级再生放大和三级放大获得倍频峰值     

产生10毫微秒CO2激光脉冲的简单的新方法

对许多研究工作来说,在10微米附近的红外区，需要峰值功率仅几千瓦，简单的转镜调Q开关低气压CO2激光器就是最合适的器件。这种激光器的脉冲有高稳定性和10²~10³次/秒的重复率,但对大量的快速过程研究来说,它的几百毫微秒脉冲宽度(半极大全宽度）是不合适的。本通讯描述用特种转镜技术把CO2激光脉宽缩短到10毫微秒的新而简单的方法。我们的方法是基于法布里-珀罗干涉仪的快速调谐与转镜Q开关激光器的同步处理。     

横向激励双激光器给出CO2和N2O跃迁的同时激射作用

在螺旋状电阻针电极型横向激励激光器中曾获得了CO2和N2O跃迁的同 时激射作用。该激光器发射700亳微秒宽的脉沖,其功率为10~100千瓦,该脉冲基本上包括两个迭加的脉冲,它的尖峰不重合,它能分别地与CO2和N2O的发射相联系。叙述了最佳工作条件以及指出了一些参数变化的影响。     

YAG:Nd~(3+)和ABC-YAG固态激光器的液氮冷却系统

叙述了光泵固态激光器的再循环的液氮冷却系统,将这种系统用于YAG:Nd~(3+)和ABC-YAG分别在1,06和2.09微米获得连续辐射。这系统用途广,并能适应谐振腔内部件如声光Q开关或布儒斯特角窗的要求。用双椭圆谐振腔使输入为3千瓦的一对碘钨泵浦灯与YAG:Nd~(3+)或ABC-YAG联接,在流速为37厘米~3/秒时,测得液氮消耗量为～3.3厘米~3/秒。     

脉冲CO2气体动力激光器

本文报导了脉沖式燃烧运转的CO2气体动力激光器。气体混合物在燃烧室内点燃,形成热的CO2与N2。混合气体通过超声喷嘴膨胀,从而引起CO2中的粒子数反转。激光能量约为20焦耳,脉沖持续时间为0.3秒。文中也叙述了气体组成与滞止压力所引起的增益与脉沖能量的变化。     

用棱镜扩束的窄谱宽染料激光器

对一种用棱镜作光腔内光束扩展器，用调Q激光抽运的脉冲染料激光器的光谱调谐性能进行了实验研究。实验证明，即使染料溶液不循环，该器件也可以每秒1次的重复率工作，染料激光振荡器的输出谱宽达到0．013埃,调谐范围达到350埃，无腔内F-P标准具时，输出功率约50千瓦。     

每秒5，000次脉冲的Q开关釔铝石榴石激光器

美帝雷瑟恩公司已出售Q开关掺钕钇铝石榴石激光系统,能在一秒钟内产生5,000个脉冲。装置使用双椭圆腔和两个1,000瓦的钨丝灯,在脉冲宽度为150到200毫微秒时,其峰值输出功率为0.75到1千瓦,重复率是每秒1,000到5,000个脉冲,束扩散为5毫弧度。装置为水冷,并能以1.5瓦的输出连续工作。输出为1.06微米。     

非稳腔Nd:YAG激光器

本文报导非稳腔Q开关Nd:YAG激光器的运转特性,并检验它对多种应用的适用性。重复率达到50赫兹,激光束半角束散为0.25毫弧,输出能量为150～200毫焦耳。用被动Q开关或主动慢速Q开关得到单纵模运转。     

连续泵浦Nd:YAG声光调Q铌酸钡钠腔内倍频激光器

在连续泵浦的Nd:YAG激光器中采用声光Q开关、Ba_2NaNb_5O_(15)晶体进行腔内倍频,获得峰值功率为2.56千瓦、重复频率为1千赫、脉宽为75毫微秒、波长为0.53微米的激光输出。并进行了应用实验,取得了满意的效果。     

以碲单晶作光学参量放大器

美帝贝耳实验室的佩特耳(C. K. N. Patel)已用碲单晶放大17.9微米的光。此种波长的光源为一10微瓦的连续波He-Ne激光器。其光泵是一脉冲的CO2激光器,输出功率为10千瓦,脉冲重复率为160次/秒。