固体激光器的四能级系统密度矩阵元的演化特性

固体激光器是一个四能级系统。本文基于量子力学和Kraus算子理论,针对能级间存在跃迁的情况,利用约化密度矩阵方法,得到四能级系统密度矩阵元的演化特性。结果表明:当粒子的跃迁概率满足一定条件时,能在第二激发态与第一激发态之间形成粒子数反转,为产生激光作准备;当粒子以大概率从第二激发态辐射到第一激发态和从第一激发态辐射到基态时,产生激光。     

三能级原子同时存在辐射和吸收时的量子相干性

量子位和环境的相互作用,将引起量子位能量耗散或相对位相改变,最终导致量子位由相干叠加态退化为混合态或纯态,这种现象被称为量子消相干.针对三能级原子同时存在辐射和吸收时的情况,基于量子力学和Kraus算子理论,利用约化密度矩阵方法,分析了三能级原子密度矩阵元的演化规律,从而研究该系统的量子相干特性.结果表明:初态处于相干叠加态的三能级原子,由于辐射和吸收,可能演化成相干叠加态、未完全混合态、完全混合态、纯态.     

固体脉冲三能级激光器的阈值输入能量

当泵浦脉冲宽度t_0远小于激光上能级寿命τ时,三能级激光器的输出能量E_(out)为: E_(out)=v/v_pη_0η_1(E_p-E_(pth))(1)其中,v为激光频率,v_p为工作物质吸收的京浦光频率,η_0为输出耦合系数,η_1为工作     

全固态连续波Yb:YGG激光器的理论与实验

Yb:Y3Ga5O12(Yb:YGG)晶体是具有优异光谱特性和热力学性能的一种新型激光增益介质。利用准三能级系统速率方程,对激光二极管纵向泵浦的全固态连续波Yb:YGG激光的输出特性进行了理论分析和数值计算。在此基础上设计并进行了该激光的实验研究,采用最佳透过率6%的输出镜,在6.8 W泵浦下得到了2.3 W的最大功率,实验结果与理论分析结果吻合,对应中心波长为1037 nm,最大斜效率达71.8%。     

LD泵浦的Yb∶ YAG激光器最新进展

简要介绍了Yb∶ YAG晶体的激光特性,重点介绍了LD泵浦的Yb∶ YAG激光器在几个国际著名的研究机构的最新进展,并展望了高功率Yb∶ YAG激光器发展趋势.     

LD抽运准三能级自倍频激光器的计算与分析

对二极管激光器端面抽运的准三能级自倍频激光系统进行了详细的理论研究。首先，利用准三能级的速率方程和缓变包络近似，从Maxwell方程出发，建立了准三能级自倍频激光器空间耦合波方程。然后结合典型二极管激光器抽运Yb：YAB激光器的相关参数，用计算机模拟了该激光系统的数值解，理论结果显示自倍频光和基频光受晶体的温度影响很大，当晶体温度升高时，激光输出迅速降低；在有效倍频长度内，分别存在不同的最佳晶体长度使自倍频光和基频光输出最大；同时也得到了自倍频光与基频光强度成二次方变化的普遍倍频规律。最后利用M^2因子对自倍频光和基频光的相对强度受抽运光光束质量的影响作了定量分析。     

激光二极管端面抽运Tm:YAG激光器

研究了输出波长为2.018μm的激光二极管(LD)抽运Tm∶YAG激光器。通过准三能级系统的速率方程,分析了激光系统的抽运阈值和斜率效率。同时,利用ABCD矩阵分析了平凹腔和双凹腔的腔型稳定条件和模式匹配情况。实验时采用785 nm的光纤耦合半导体激光器为抽运源,当采用平凹直腔,Tm∶YAG晶体为5℃时,获得了4.04 W的连续激光输出,激光器斜率效率为35.4%,光-光转换效率为26.4%。实验比较了不同晶体温度下Tm∶YAG激光器的阈值、功率和效率。实验结果与理论分析基本吻合。此外,还研究了激光器腔型对激光输出功率和效率的影响。     

二极管泵浦准三能级固体激光器的新进展

对比了掺Nd3 、Yb3 、Ho3 、Tm3 等稀土离子的准三能级固体激光的特性,分析了它们在圆棒、板条、薄片、光纤等构型的固体激光器中的工作性能.着重总结了高平均功率掺Yb3 固体激光器的最新进展,最后简要介绍了本研究小组在高功率Yb:YAG/YAG复合板条激光器和光纤激光器两方面的最新研究结果.     

激光雷达用2 μm Tm:YAG激光器波长精细调控的理论研究

2 m激光应用于激光雷达探测等领域,对于波长的要求比较精确,研究了激光器结构参数对准三能级Tm:YAG激光器输出波长的精细调控技术。基于侧面泵浦激光器泵浦阈值的理论模型,通过对不同谱线的泵浦阈值进行数值模拟,研究结果表明:通过改变晶体温度、激光介质长度、输出耦合率等途径可实现激光器的输出波长在2.0~2.1 m的光谱区内的精细调控。     

不同自旋量子相干的密度矩阵计算

本文利用密度矩阵的对称共轭性,提出一个在弱相互作用下,方便地计算量子相干的方法。首先推导出纯体系的各种公式,然后计算不同自旋四种混合体系的各种量子相干。获得了它们的数目的比值以及它们的总和。推导出混合体系的各种公式。除理论计算外,还扼要地讨论这一研究结果的意义。     

激光对人眼的危害和防护

叙述了激光对人眼的危害作用，阐明了激光防护的重要性。列出了激光防护镜的标准。介绍了如何选择激光防护镜。     

基于灰度共生矩阵的激光散斑评价方法

为了抑制激光成像中的散斑噪声,采用灰度共生矩阵构建了激光显微散斑分析评价系统。系统采用波长为405nm的激光作为显微系统光源,利用电压驱动音圈电机振动样品对激光散斑噪声大小进行控制,同时采用CCD图像传感器采集不同驱动电压下的激光散斑噪声。通过对散斑噪声的角二阶矩、对比度、熵和逆差距特征参量的分析,较好地表征了激光散斑噪声的变化。结果表明,灰度共生矩阵方法可对激光显微成像中的散斑进行评价。     

Analysis of a wavelength selectable cascaded DFB laser based on the transfer matrix method

A novel cascaded DFB laser,which consists of two serial gratings to provide selectable wavelengths,is presented and analyzed by the transfer matrix method.In this method,efficient facet reflectivity is derived from the transfer matrix built for each serial section and is then used to simulate the performance of the novel cascaded DFB laser through self-consistently solving the gain equation,the coupled wave equation and the current continuity equations.The simulations prove the feasibility of this kind of wavelength selectable laser and a corresponding designed device with two selectable wavelengths of 1.51μm and 1.53μm is realized by experiments on InP-based multiple quantum well structure.     

基于传输矩阵法设计分析波长可选级联DFB激光器

本文采用传输矩阵方法设计并分析一种新颖的级联DFB激光器。这种器件由两个串联光栅构成,并提供两个不同的可选波长。建立每个串联部分的传输矩阵,并推导每个部分的等效端面反射率。然后通过自洽求解增益方程,耦合波方程和电流连续性方程,利用得到的等效端面反射率分别模拟两个DFB部分的性能。模拟结果证明了这种新颖器件的可行性,通过实验获得了能够提供1.51um和1.53um可选波长的InP基多量子阱级联DFB激光器。     

脉冲激光熔凝和相变硬化的研究现状

综述了脉冲激光熔凝和相变硬化的国内外研究现状,就目前该领域中存在的问题及其发展方向提出了自己的看法。     

面阵CCD用于激光束能量空间分布的测量

本文报道用面阵CCD测量脉冲YAG:Nd~(3+)激光束能量空间分布状态。介绍了CCD相机与图像处理仪、微机相结合实现自动化测试的结果。     

工具钢CO2激光熔凝和相变硬化的研究现状

综述了CO2激光熔凝和相变硬化的国内外研究现状，就目前该领域中存在的问题及其发展方向提出了自己的看法。     

激光功率密度对板料激光冲击成形性能的影响

为了研究激光功率密度对铝合金板激光冲击成形性能的影响,采用数值仿真的方法,选用不同激光功率密度对铝合金板进行激光冲击成形数值模拟,获得不同激光功率密度与冲击次数下的板料成形极限,并对不同激光功率密度冲击下板料的成形深度、厚度及应力分布进行了分析。结果表明,板料在中心处容易发生破裂;板料的成形极限与激光功率密度大小成反比,而与激光冲击次数成正比;通过合理选择激光功率密度和冲击次数可提高铝合金板的成形性能。