放电激励重复频率HF激光器稳定输出实验研究

在放电激励重复频率气体激光研究中,激光器重复频率运行能量稳定输出是提高其输出平均功率及其实用化的基础。利用实验室已建立的单脉冲输出能量焦耳级的放电激励重复频率脉冲HF激光装置,通过调节气体介质循环速率及优化实验条件,开展激光器重复频率运行稳定输出实验研究,获得激光器重复频率运行时能量稳定输出的最佳工作条件。研究结果表明,随着运行频率的上升,激光输出能量衰减较快;增大气体介质循环速率有利于改善放电稳定性,提高激光器重复频率运行时输出能量稳定性。当混合气体工作介质以3.5m/s的流速循环时,激光器可实现1～50Hz重复频率激光输出,在重复频率50Hz运行时稳定输出能量约130mJ,能量波动约5%。     

基于Pulser/Sustainer技术的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器

详细研究了一台增益体积为1.17 L,采用pulser/sustainer技术激励的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器的运转特性.激光器最高脉冲重复频率100 Hz,输出激光脉冲半峰全宽(FWHM)约23.0μs.实验记录了稳定辉光放电与有起弧的辉光放电时激光器的放电电压/电流波形;测量得到当sustainer充电电压从12 kV到30 kV时,激光器输出脉冲能量从约0.40 J变化上升至约4.0 J,观察到在同-sustainer充电电压下,激光器输出平均功率随脉冲重复频率线性变化;监测到激光器以sustainer充电电压22 kV,重复频率100 Hz连续工作10 min时,输出平均功率仅从最大257 W下降至247 W.实验数据表明,与采用低感快脉冲放电激励相比,这种新型的长脉冲TECO2激光器具有增益开关效应小、输出动态范围大、"起弧适应性"好、输出平均功率下降慢等特点.     

光栅选支电光调Q射频激励波导CO_2激光器研究

本文在理论和实验上研究了光栅选支电光调 Q射频波导 CO2 激光器。调 Q激光脉冲重复频率 1Hz～ 10 k Hz可调 ,在 10 k Hz重复频率时 ,获得激光脉冲峰值功率为 15 0 W,脉冲宽度为 180 ns     

重复频率放电引发的脉冲HF(DF)激光器

研制了一台重复频率放电引发的脉冲HF(DF)激光器,采用了横向放电、横向流动和侧面滑闪预电离结构,该激光器的有效增益体积为80cm×2.5 cm×2cm,最大输出激光脉冲能量1.6(1.2)J,重复频率1～3 Hz,采用特种碱性分子筛吸附剂对化学反应生成物进行吸收,激光器在准封离状态下以重复频率2 Hz运转,103个脉冲后激光脉冲能量仅有20%的下降.     

钕玻璃激光器热容方式运行的能量特性研究

钕玻璃激光器采用双灯对称紧耦合非聚焦泵浦腔,先后以热容及常规水冷方式运行10 s（重复频率10 Hz）,分别记录100个光脉冲的脉冲能量.通过对比实验分析脉冲能量变化趋势,热容方式运行的钕玻璃激光器的平均输出功率及单脉冲能量均高于常规运行方式,约为1.4倍.结合理论计算,验证了热容激光器在抽运阶段输出的全部脉冲串能量的理论值.该结果对进一步了解钕玻璃激光器热容运行方式的输出特性具有一定的参考价值.     

1J倍频Nd∶YAG激光器

报道了倍频Nd∶YAG固体激光器的研究结果,激光器系统由一级板条Nd∶YAG激光振荡器、三级板条放大器和KTP倍频晶体等构成,输出倍频激光能量大于1J,脉冲重复频率1Hz,脉冲宽度6ns～9ns,倍频效率约为48%.     

小型高重复频率TEACO2激光器的研究

本文叙述了一种小型高重复频率TEACO2激光器,其激光模式为TEM00,远场发散全角≤4mard,基模激光能量87.8mJ,脉冲宽度36.5ns,基模激光峰值功率>0.9MW,激光重复频率130Hz(最高重复频率255Hz),能以50Hz的重复频率连续长期工作,其工作寿命>1×107次.     

基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器

报道了基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器,通过改变驱动信号,可获得不同特性的脉冲激光输出。当重复频率为10 kHz时,脉冲宽度在3~900 ns可调。在脉冲宽度为65 ns时,获得1.24 W的平均功率输出,单脉冲能量0.13 mJ,峰值功率2 kW。当重复频率为100 Hz时,可获得脉冲宽度为86 ns、平均功率84 mW的输出,单脉冲能量0.84 mJ,峰值功率10 kW。该激光器结构简单,可以通过调制方便地改变激光参数,可作为进一步放大、压缩脉冲和提高重复频率的种子源。     

CdTe电光调频晶体用于电光调Q研究

本文研究了CdTe电光调Q晶体及电光调频晶体的调制特性,报道了采用 CdTe电光调频晶体进行电光调 Q的光栅选支射频激励波导 CO2激光器,调 Q激光脉冲重复频率 1Hz～10 kHz可调,在 10 kHz重复频率时,获得激光脉冲峰值功率为 300 W,脉冲宽度为 150 ns.     

脉冲数目和重复频率对纳秒激光推进的影响

以抛物形点聚焦激光推进器模型为研究对象,数值模拟了脉冲重复频率在2~50Hz范围内吸气式多脉冲纳秒激光推进的流场演变过程,分析了脉冲数目和重复频率对推进性能的影响。结果表明:随着脉冲数目的增加,喷管内气体密度减小、温度升高,导致平均冲量耦合系数下降,但纳秒脉冲激光作用获得的平均冲量耦合系数明显高于微秒脉冲激光;相同脉冲数目条件下,随着脉冲重复频率的增大,流场恢复时间缩短,使得流场状态不能及时恢复,导致平均冲量耦合系数下降,其中脉冲重复频率f10 Hz时的下降趋势明显大于f10 Hz。     

186 MHz低幅度噪声掺铒光纤飞秒激光器

飞秒激光器是激光频率测量系统——飞秒光梳的核心部件,其噪声、重复频率、脉冲宽度、光谱等参数决定了它在应用中的表现。报道了用于9.2GHz基于光学腔超稳微波源的掺铒光纤飞秒激光器的研制。该激光器采用环形腔结构,重复频率为186MHz,直接输出功率为120mW,光谱中心波长为1550~1600nm。采用动态信号分析仪测试了双边带噪声功率谱,结果显示:研制的飞秒激光器自由运转时,1 Hz处双边带幅度噪声为-118dBc/Hz,在10Hz到100kHz频率范围内幅度噪声小于-130dBc/Hz。     

紫外预电离放电激励XeCl激光器的工作特性

进行了XeCl激光器工作参数优化实验,通过建立和分析XeCl激光器混合气体的动力学方程及模型,模拟计算了不同工作参数条件下,激光输出的瞬态过程,研究讨论了混合气体的配比和压强对准分子激光器的工作特性的影响,模拟分析了激光器最佳的运行参数.根据模拟结果对XeCl激光器的工作参数进行了优化调整实验,气体浓度配比设置为Ne/Xe/HCl=875/15/1,气体总压强设置为3.6×10~5 Pa,获得了单脉冲能量为180 mJ,脉冲宽度为30 ns的308 nm激光输出,脉冲重复频率为20 Hz,脉冲能量不稳定度小于5%.     

1J倍频Nd：YAG激光器

报道了倍频Nd:YAG固体激光器的研究结果,激光器系统由一级板条Nd:YAG激光振荡器、三级板条放大器和KTP倍频晶体等构成,输出倍频激光能量大于1J,脉冲重复频率1Hz,脉冲宽带6ns～9ns,倍频效率约为48%。     

灯泵钕玻璃激光器热容与常规方式运行对比研究

钕玻璃激光器采用双灯、对称紧耦合非聚焦泵浦腔,激光棒的冷却通道与闪光灯的水冷却通道分开且相互独立。用重复频率10Hz、脉冲宽度250μs的两盏闪光灯,同时进行侧面对称抽运,抽运功率900W。激光器先后以热容方式及常规水冷方式运行10s,分别记录100个光脉冲的脉冲能量和100个光脉冲的光斑图像。通过对比分析,热客方式运行的钕玻璃激光器的平均输出功率及单脉冲能量都高于常规运行方式,约为1．4倍,而热容方式运行的钕玻璃激光器具有显著的热负透镜效应,有别于常规方式运行的热正透镜效应。最后再结合理论计算,验证了热容激光器在抽运阶段输出的全部脉冲串能量的理论值。本结果对进一步了解钕玻璃激光器热容工作方式运行的输出特性具有一定的参考价值。     

顺序放电高重复频率TEA CO2激光器

研制了一台高重复频率顺序放电TEA CO2激光器,由共用光学谐振腔的两节相同放电组件组成,单组件的有效增益体积为2.5 cm×2.5 cm×55 cm.激光器允许以不同的双脉冲时间间隔和不同的脉冲重复频率工作并产生高峰值功率输出双脉冲.当两组件以200 Hz重复频率同步放电时,激光器输出平均功率为1.1 kW;当两组件以400 Hz重复频率顺序放电时,输出平均功率为550 W,双脉冲时间间隔为2.5 ms.在同一脉冲重复频率下,激光器的平均输出功率随双脉冲间隔的增大而减小.实验还测量了不同双脉冲间隔下,激光器的输出双脉冲波形.     

激光能量及重复频率对土壤等离子体特性的影响

利用波长为1064 nm的Nd∶YAG脉冲激光器作光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件(ICCD)作为谱线分离与探测器件,测量并分析了激光能量及重复频率对土壤中铅元素激光诱导击穿光谱特性的影响。实验结果表明,随着激光脉冲能量(在25~105 mJ范围内)增加,谱线强度呈线性增加,随后谱线强度随脉冲能量(105~165 mJ)的变化呈非线性关系。信背比随激光能量的增加而增大,但激光能量超过60 mJ后基本上不变。激光重复频率为1 Hz时,谱线强度最大,而谱线强度的相对标准偏差则在重复频率为7 Hz时最小。     

实用自动调谐的钛宝石激光器

本文阐述了实用型自动调谐的钛宝石激光器的设计,用Nd:YAG倍频的脉冲激光泵浦,在10Hz的重复频率下获得单脉冲最高输出能量为60mJ,效率为37.5%.     

钕玻璃激光器热容方式运行的热负透镜效应实验研究

钕玻璃激光器采用双灯对称紧耦合非聚焦泵浦腔,激光棒的冷却通道与闪光灯的水冷却通道分开且相互独立.用重复频率10Hz、脉冲宽度250μs的两盏闪光灯同时进行侧面对称抽运,抽运功率900W.激光器先后以热容方式及常规水冷方式运行10s,分别完整采集100个光脉冲的光斑图像,并在其中分别依次等间隔取样16个光斑.通过对比分析光斑变化趋势,热容方式运行的钕玻璃激光器的热透镜效应是负透镜效应,明显有别于常规方式运行的正透镜效应.实验结果对进一步了解钕玻璃激光器热容工作方式运行的输出特性具有一定的参考价值.     

激光脉冲输出能量与脉冲宽度相互关系特性实验研究

本文分析了激光脉冲输出能量与激光脉宽的相互关系特性,实验证明在激光重复频率为10Hz和不改变激光器硬件参数的情况下,通过控制激光脉冲输出能量的大小来调节激光脉宽的方法是可行的;另外应用这种方法还可以预防和减小激光对光学器件的损伤.     

吉赫兹级窄线宽、高峰值功率纳秒光纤激光器

报道了基于主振荡功率放大(MOPA)工作方式的吉赫兹级窄线宽、高峰值功率光纤激光器。该激光器以脉冲调制的分布反馈式单频半导体激光器为种子源,波长为1064.12nm,脉冲宽度为3.92ns,重复频率在10~50kHz内连续可调。采用光纤双程放大结构的预放大级以增加小信号放大能力并抑制强抽运下的自发放大辐射,优化功率放大级光纤长度以抑制窄线宽激光放大过程中的受激布里渊散射,在重复频率为10kHz时,获得光谱线宽为1.5GHz、峰值功率达15kW的脉冲激光输出。实验研究了不同重复频率时的输出激光脉冲特性。