非稳腔运转的准分子激光器

设计了一正支望远镜型非稳腔准分子激光器,与稳定腔相比,非稳腔激光的发散角垂直方向缩小了五倍,水平方向缩小了十倍。     

非稳腔运转的准分子激光器

设计了一正支望远镜非稳腔准分子激光器，与稳定腔相比，非稳腔激光的发散角垂直方向缩小了五倍，水平方向缩小了十倍。     

专利与文献

本书共两部分:(1) 非稳腔、波导共振腔、环形激光共振腔和具有反射率可变反射镜的共振腔的基本原理,激光频率的稳定和多模激光束传输;(2) YAG激光器、染料激光器、高功率激光器、激光二极管泵浦固体激光器、光纤激光器、CO_2波导激光器和准分子激光器用的共振腔的工艺。     

Nd:YAG激光注入锁定技术的研究

本文在理论分析的基础上,用连续单纵模Nd:YAG激光注入混合型非稳腔Q开关付振荡器,获得了带宽50.7MHz、脉宽20ns、峰值功率10.5MW的单纵模激光输出。     

窄线宽可调谐的准分子激光振荡——放大系统

自由振荡的准分子激光一般具有1nm左右的线宽,而普通稳腔输出的激光光束质量较差,发散角约2～4mrad。在众多的准分子激光作用领域(非线性光学,激光光谱、激光蚀刻、激光医学、激光大气测量和激光加工等等)、对准分子激光的光谱特性、光束质量提出了越来越高的要求。 我们设计了一台窄线宽、可调谐的准分子激光     

紫外虚共焦非稳腔的光学准直法

本文给出了一套用He-Ne激光束辅助内调焦望远镜,对紫外虚共焦非稳腔进行光学准直的实验方法,并计算出该法的准直精度达6.9×10~(-5)rad。进行了在放电泵浦XeC1准分子激光器上应用该法准直非稳腔的实验,并给出了实验结果。     

高能长脉冲准分子激光脉冲宽度压缩技术

文中提出了利用受抑全内反射(FTIR)开关,综合种子注入和腔倒空技术来实现高能长脉冲准分子激光脉冲宽度压缩的设想.分析了FTIR开关在应用中需要解决的关键问题.同时讨论了注入种子技术中使用非稳腔结构提取最大能量和获得高光束质量需要考虑的一般性问题.     

高斯变反镜改善板条激光器光束质量的研究

在实验中对比研究了稳腔和高斯变反镜非稳腔两种腔型。采用尺寸为66.7 mm×11 mm×1.7 mm板条Nd∶YAG增益介质,泵浦功率860 W条件下,稳腔获得196 W的激光输出,Mx2=2.47,My2=38.6;高斯变反镜非稳腔获得102 W激光输出,Mx2=2.34,My2=6.48。实验结果表明高斯变反镜非稳腔明显改善了板条激光器宽度方向的激光输出光束质量。     

一种横流CO2激光器多折非稳腔

为充分利用高功率横流CO2激光器工作物质反转介质以及提高激光光束质量,采用外光桥、内光腔形式一级振荡,两级放大的非稳腔的光腔结构,提出一种多折非虚共焦非稳激光谐振腔.采用外光桥内光腔结构,安装调试方便,能满足激光器稳定运行的要求.多折非稳激光谐振腔结构可充分利用辉光放电区及其下游介质增益,获得足够大的高质量的激光功率输出.用有限元的方法,对该类型的激光谐振腔的特性进行了理论分析.分析结果表明,该多折非稳腔输出激光远场能量分布与多模激光能量分布相似,但非稳腔输出激光远场相位分布不存在180°跳变,因而具有很好的聚焦性能.     

分析非稳腔的几种方法

在《激光原理》非稳腔的教学中,广泛使用由Siegman提出的高斯成像方法,其特点是比较直观,便于理解.但对复杂非稳腔,使用这一方法计算十分繁冗.我们曾首次使用牛顿成像方程递推,对多元件非稳腔给出了公式化描述,使计算大为简化。对非稳腔基模的正则描述首推ABCD矩阵法。本文拟结合《激光原理》教学和光腔设计,对     

实用型准分子激光器光束质量的改善

改善准分子激光品质的两个重要方面是:压缩发散角和提高光束均匀性。由于正支共焦非稳腔具有结构紧凑,设计简单的优点,可以使发散角减小一     

ArF准分子激光器的窄线宽可调谐运转及注入放大

在一台快放电泵浦的ＡｒＦ准分子激光振荡放大系统的振荡级上采用光栅、扩束镜、光阑等腔内元件，用组合输出镜获得了线宽小于０．１ｎｍ，调谐范围～１ｎｍ的激光输出。注入到非稳腔结构的放大级，注入后放大级效率提高了约５０％，获得了平均３０ｍＪ／脉冲的高光束质量的窄线宽可调谐激光，最大单脉冲能量＞５０ｍＪ，并进行了氧气的吸收光谱实验。     

厚钢板激光焊接装置的研究

为满足激光厚板焊接对激光光束质量的要求,研制了多折非虚共焦非稳腔横流CO_2激光器以及厚钢板激光焊接装置。采用了外光桥、内光腔形式一级振荡,两级放大的非稳腔的光腔结构。多折非稳激光谐振腔结构可充分利用辉光放电区及其下游介质增益,获得足够大的高质量的激光功率输出。用有限元法,对该类型的激光谱振腔的特性进行了理论分析。分析结果表明,该多折非稳腔输出激光远场能量分布与多模激光能量分布相似,但非稳腔输出激光远场相位分布不存在180°跳变,因而能够将光束聚焦到厚板深透焊所需功率密度。焊接4mm的钢板,焊速超过了3.2m/min,深宽比大于2:1,焊接6mm钢板,焊速达2.1M/min以上,深宽比大于3:1,并可焊接8mm厚的钢板,通过试轧到0.3mm厚不断带,拉伸试验表明焊缝强度大于母材,说明焊缝具有良好的延展性和机械强度。     

含虚元件谐振腔的约束稳定性

本文讨论了腔内含虚元件的激光谐振腔,根据非稳腔的放大率和点源位置必须是实数这一结论,求出了腔内含虚元件的谐振腔的非稳条件。     

高效率ArF准分子激光复合腔技术研究

短波长、高光子能量的Ar F准分子激光在集成电路光刻、材料加工、激光医学等领域具有重要的应用。结合线宽压窄技术方案设计了193 nm Ar F准分子激光器复合腔结构,理论分析了复合腔结构能量提升的原理。针对准分子激光器的长腔特性,提出了实现其复合腔窄带激光模式锁定的解决方案,并进行了实验验证。与通常插入色散元件的单窄带腔相比,锁定后的准分子激光复合腔在输出线宽基本不变的情况下能量提高了4.02倍,激光效率大幅提升,能量稳定性也大幅优化。     

棱镜组压缩腔内光束的电光调Q Nd:YVO4 板条激光器

理论研究了棱镜组对非稳腔内激光光束的压缩.并在实际的非稳腔-稳腔混合腔板条电光调QNd:YVO4激光器内部加入棱镜组,在非稳腔方向上压缩腔内光束,从而有效减小电光晶体BBO所需的体积,同时仍然能保证在激光晶体上有较大的基模体积,满足大功率输出的要求.当连续泵浦为66 W的时候,得到重复频率2 kHz脉冲激光的平均功率为3.6 W,平均每个脉冲能量为1.8 mJ.脉冲宽度为6 ns.实验结果表明,在加入棱镜组后,激光光束仍能保证很好的光束质量,并能获得高重复频率、高强度的短脉冲.     

氯化氙激光光束质量对H_2中受激喇曼散射转换效率的影响

比较了稳腔、平面平行腔及非稳腔氯化氙激光器在高压氢气中受激喇曼散射的特性.采用环状光阑截取非稳腔激光输出中光束质量最佳部分,在40mJ泵浦能量下,获得喇曼光子转换效率大于90%.     

非链式脉冲DF激光器非稳腔设计与实验研究

采用正支虚共焦腔型对非链式脉冲DF激光器进行非稳腔参数设计并开展实验研究,通过与平凹型稳定腔的对比,揭示了非稳腔在压缩激光远场发散角、提升光束质量方面的显著优势。选取能体现远场能量集中度以及实际光束与理想光束偏移程度的衍射极限倍数β为光束质量评价参数,实验中以86.5%环围能量定义光斑大小,并利用90-10刀口法测量光斑尺寸。通过对不同放大率及模体积的9组非稳腔实验结果的对比,得到了设计优化非稳腔结构参数的规律。综合输出能量、远场发散角、衍射极限倍数β三方面因素,得到了最佳非稳腔参数为放大率M=1.89,后反射镜口径D=40mm,此时激光远场发散角(全角)为0.74mrad,β=1.35,输出能量为1.86J,峰值功率为16.4MW。     

非稳激光腔的动态性能

本文分析了含有类透镜介质非稳腔的输出特性,讨论了激活介质热焦距、腔长、腔镜曲率的扰动对输出性能的影响,给出常用非稳激光腔的分析结果及其有用的计算公式.     

高功率脉冲CO_2激光器9.3μm波长选支研究

为获得中心波长9.3μm激光的高功率输出,利用高功率脉冲CO2激光器进行选支实验研究。采用腔镜镀膜选支技术,通过控制对不同波长的透射率或反射率参数,在稳定腔和非稳腔中都得到了中心波长9.3μm激光的单谱线输出。在相同工作参数下,稳定腔中心波长9.3μm激光的能量为其原中心波长10.6μm激光的95%,非稳腔中心波长9.3μm激光的能量为其原中心波长10.6μm激光的93%,两种腔型中心波长9.3μm激光热敏纸光斑颜色与中心波长10.6μm激光的有明显不同。实验表明,采用腔镜镀膜选支技术在稳定腔和非稳腔中都能获得中心波长9.3μm激光的单谱线输出,且激光能量与原腔型输出中心波长10.6μm激光的基本相当。激光热敏纸光斑显示出在相同单脉冲能量作用下,中心波长9.3μm激光对物质的冲蚀作用高于中心波长10.6μm的激光。