双声光器件调制的同步性对Nd:YAG脉冲激光输出的影响

在脉冲Nd：YAG激光器的谐振腔内,用最大输出功率为120W的声光电源,同时驱动2个正交放置的器件,进行声光调制。实验研究了2个声光器件不同的开启时间对激光脉冲输出的影响。研究结果表明,双声光器件的开启时间的同步性对激光输出脉冲有较大的影响,当两器件开启时间差大于5ns时,声光器件不能对调制光进行有效关断;当两器件的开启时间大于18ns时,有效调制输出的激光脉冲能量下降了20％。     

声光器件的动态特性及其对激光测速的影响

在光电混合反馈激光测速系统(OEHF—LDA)和声光扫描激光测速系统(AOS—LDA)中，起光学频移作用的声光调制器和控制测量位置的声光偏转器均处于变频工作模式，因此声光器件的动态特性对系统的性能具有重要的影响。该文从理论分析、数值计算和实验研究入手，具体讨论了声光器件的动态响应特性，它可用具有纯滞后的一阶非周期环节来表征，并深入分析了声光器件的滞后特性对变频光学频移LDA系统的影响，最后提出了对变频声光器件调节的基本要求。     

激光光束参数对声光器件性能的影响研究

研究了基模（TEM00）工作状态下,声光器件的衍射效率、光脉冲上升时间与激光光束直径、发散角的关系。依次采用光束直径为0.15 mm、0.30 mm、0.45 mm,光发散角为3 mrad、4 mrad、6 mrad的激光作为入射光源,对电极宽度0.5 mm的声光器件进行了衍射效率和光脉冲上升时间测试试验,对试验数据进行了对比和理论分析。结果表明,声光器件的衍射效率、光脉冲上升时间与激光光束直径、光发散角密切相关。     

Nd:YAG激光器AM锁模稳定性的研究

为了提高锁模激光器输出稳定性,本文研究并解决了高效率声光调制器、高稳定度100兆周高频驱动电源、激光器腔长稳定、防震、稳流Kr灯泵浦电源、光反馈稳光等技术问题。     

光输出反馈损耗调制型双稳激光器的半经典理论

利用半经典激光方程求出了光输出反馈损耗调制型双稳激光器的稳态解。进行了解的线性稳定性分析。理论计算表明,按这种方式运转的激光器的双稳特性与激光器的泵浦强度、光输出反馈系数、反馈损耗调制系数、输入光信号强度以及光电探测器的饱和光强有关。该器件是一种可在较大范围内调节和控制的主动式光学双稳器件。适当选择反馈损耗调制系效和光电探测器的饱和光强,该器件还可工作在自脉冲状态,从而有可能利用这种运转方式获得超短激光脉冲。     

Nd：YAG激光器AM锁模稳定性的研究

为了提高锁模激光器输出的稳定性，本文研究并解决了有关声光调制器、100MHz高频驱动电源、激光器腔长稳定、稳流Kr灯泵浦电源、防震、光反馈稳光等一系列重要技术问题。本文对调制深度、谐振腔的腔长稳定问题、调制频率的稳定度、弱标准具效应、稳流Kr灯泵浦电源、光反馈稳光等进行了阐述，昂后结论是；     

用于高能短脉冲激光的光纤前端系统的展宽与放大特性

光纤技术为惯性约束聚变激光驱动器前端系统提供了许多便利,如便于分路、鲁棒性和稳定性.提出了一套全光纤前端的方案来适应未来高能拍瓦激光装置对种子源的需求.实验研究了这套用于产生高能短脉冲激光的光纤前端系统的啁啾脉冲展宽与放大特性.采用锁模振荡器的相位锁定信号作为系统的参考时钟,将各级光开关器件进行同步.系统采用波导幅度调制器来选取需要的信号重复频率,并用声光调制器(AOM)对放大器级间放大自发辐射(ASE)光进行抑制.通过大模场光纤放大器后系统输出啁啾脉冲峰值功率4.1 kW,脉宽760 ps,输出脉冲稳定.鲁棒性、高可靠性和使用便捷的优点使这套前端系统为高能拍瓦激光装置提供了一种可选择的种子脉冲产生方式.     

基于模糊控制的自适应激光功率稳定系统研究

研究了一种基于模糊控制的嵌入式激光功率稳定系统,用声光调制器作为功率稳定的外部环路反馈器件,采用模数转换器和数模转换器以及数字信号处理芯片组成数控功率稳定电路。用模糊控制方案解决了传统比例-积分-微分(PID)的超调问题,反馈环路的稳定时间为1.8 ms。有效抑制了激光功率在低频部分的相对强度噪声,在1 Hz处从-88 dBc/Hz改善至-110 dBc/Hz。激光功率的相对起伏由0.29%降低至0.035%。相比于传统PID,模糊PID可以根据系统所处状态实时调整参数,从而达到自适应的效果。     

用于激光打标机的首脉冲自动抑制技术

声光Q开关作为调Q器件用于激光腔内,在脉冲工作方式下,首个脉冲激光的能量相当大,会造成声光器件损毁或激光打标的标记过深。传统的首脉冲抑制需调制信号和外控信号2个外部输入信号,用户在使用过程中感觉操作较繁琐且易出错。该文介绍了一种自动抑制首脉冲强度的方法。首脉冲自动抑制技术是通过单片机(MCU)与可编程逻辑阵列门电路(CPLD)自动改变前几个脉冲的宽度,达到自动抑制前几个光脉冲强度的目的。     

影响声光调Q光脉冲的因素

影响腔内声光调制输出光波形的因素很多,诸如激光腔的设计、泵浦电流和 YAG 棒热焦距的变化、声光器件的特性参量等。本文主要探讨声光器件换能器带宽、泵浦空间非均匀性及附加衍射对调 Q 激光输出光波形的影响。器件的工作带宽由激励源带宽、换能器带宽和声光互作用带宽三者综合决定。实验所用器件为纵波振动36°Y 切 LN/熔石英,载波频     

氦镉激光腔外声光强度伺服系统

以激光强度幅值作为分析手段的实验,噪音和输出起伏的抑制显得很重要。此外,作为干涉、光谱测量光源的激光器还必须解决激光散射返回造成辐射强度和频率的起伏,He—Cd金属离子激光器本身具有较高的输出起伏和噪音,其功率起伏可达20%,噪音也可达15%,给应用带来了困难。因此,输出稳定和噪音抑制的研究具有很大的实用意义。     

小型化光声光谱气体传感器研究进展

光声光谱技术用于探测痕量气体的浓度,小型化集成的光声光谱气体传感器利于实现便携式在线检测。光声探测作为光声光谱的关键技术决定了系统的灵敏度和体积,小型化的光声探测系统的核心是微型吸收单元和声光谐振器。总结了近年来光声光谱气体传感器在小型化与集成方面的进展,分析并比较三种光源、微型吸收单元以及小型化声光谐振器的研制进展以及各自利弊。介绍了北京航天控制仪器研究所近年的研究成果,采用共振管增强的石英音叉作为紧凑型封装的声光测量器件,通过铥钬共掺的光纤放大器实现波长为2 mm,功率为200 m W的激光输出,提高了测量精度,实现对氨气和二氧化碳的同时测量。     

一种基于声光开关的小型化高速脉冲单选器设计

重点介绍了声光开关与光脉冲单选器的基本工作原理,设计了一种以声光开关为核心器件的小型化高速脉冲单选器,该脉冲单选器具有消光比高、插入损耗低、性能稳定和结构小等特点,可用于从锁模激光器输出光脉冲串中选取单个光脉冲作为前端系统的种子光源。     

声光器件中的热学效应

声光器件中的热学效应阎永志声光器件是指利用光弹效应的一类光功能器件。这种光弹效应是利用声波被施加到光学媒质上，从而改变光学媒质折射率来实现的。在激光调制、偏转、可调谐滤光以及利用多谱勒效应的光外差干涉等许多方面，声光器件有着广阔的应用前景。然而，在声...     

全固态频移反馈激光器的谱宽稳定特性

从速率方程出发,把激光介质的增益带宽以环程频移量为单位划分为若干频带并进行移频处理,仿真分析了基于Nd∶YVO4介质的频移反馈(FSF)激光器在连续输出情况下的特性,给出了在改变抽运功率水平、声光调制器(AOM)衍射效率、环程频移量、介质增益带宽等条件下频移反馈激光器的输出谱宽、频谱位移等的仿真计算结果。实验中,采用端面抽运驻波腔结构并以声光调制器作为腔内移频器,构建了基于Nd∶YVO4介质的全固态频移反馈激光器,实验研究验证了理论计算的结果,并得到了1 W以上的连续激光输出。研究结果表明频移反馈激光器的输出频谱在不同抽运水平下具有谱宽基本稳定的特点。     

锁模激光器的声光腔倒空特性

资料[1]中实现了用锁模激光脉冲进行光学取样。本文使用同样的技术观察声光调制器进行腔倒空的激光输出中所出现的调制。资料[2～4]中证明了声光调制器作为激光腔倒空的一种手段的优越性。当腔光允许两次通过声盒时,每次都要衍射一部分光。当两束衍射光束一致并偏离腔时,它们就可用作腔倒空激光器的输出。然而由于声光调     

提高主动调Q激光器输出稳定性的新方法

在众多激光应用领域,如激光计量、惯性约束核聚变激光系统、激光医学等,都需要高稳定的激光光源.本课题组针对LD抽运的主动调Q激光器工作稳定问题,提出了光预抽运新方法.此方法简单易行,稳定效果好.本文阐述了光预抽运提高主动调Q激光器的机理和光预抽运控制方法及其实验结果. LD抽运的固体激光器噪声功率谱可分为三个区域.在低频区,噪声主要由抽运源的功率起伏引起;在中频区(对于Nd∶YAG,典型值为几百千赫),噪声主要由弛豫振荡引起,即使运用超稳定的抽运源,这一频率的噪声仍然存在.从数值计算结果可以看出,在实际固体激光系统中,由驰豫振荡引起的中频噪声超过低频噪声,占主导地位.在高频区,由于谐振腔的滤波作用,噪声谱按1/f2衰减,当大约到100 MHz时,噪声接近量子噪声限.所提出的光预抽运控制方法通过有效抑制中频噪声提高主动调Q激光输出稳定性, 光预抽运技术有效稳定调Q脉冲的初始反转粒子数和控制脉冲建立过程. 实验表明,采用光预抽运技术后,LD端面抽运的Nd∶YAG声光调Q激光器单脉冲能量稳定性提高约4%.脉宽稳定性提高约1%.在重复频率50 Hz时,获得了单脉冲能量为45 μJ的基横模激光输出,脉冲能量稳定性为±0.8%,声光调Q 脉冲半峰值宽度为19.36 ns,脉冲开关时间抖动约±255 ps.据我们所知,在无外功率反馈稳定措施系统中,此稳定性结果达到LD抽运声光调Q激光器的先进水平.(OC24)     

1550 nm全光纤单频脉冲光纤激光器

设计并实现了一种基于人眼安全波段的1550 nm全光纤化结构单频脉冲光纤激光器。激光器采用外腔稳频技术的单频半导体激光器作为种子源,其线宽1.8 kHz,功率20 mW。通过预放大器和声光调制器获得单频脉冲激光,并运用两级光纤放大器实现了线宽1.9 kHz、平均功率521 mW、脉冲宽度200 ns、重复频率10 kHz的单频脉冲光纤激光输出。输出脉冲峰值功率达260 W。输出端采用了双包层单模光纤,保证了输出激光的光束质量。整个激光器通过对种子光级联放大,结合放大器的增益控制,成功抑制了受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)效应,消除了放大过程中噪声对线宽的影响,获得了线宽稳定的单频脉冲激光。     

光输出反馈损耗调制型双稳激光器特性与器件参量之间的关系

报导了光输出反馈损耗调制型双稳Ａｒ离子激光器的实验结果，激光谐振腔内放置一个用作损耗调制器的的电光晶体ＬｉＮｂＯ３。利用光探测器的非线性饱和特性控制腔内损耗，器件的双稳特性随各参量（激光输出到光探测器的反馈系数η、反馈损耗调制系数Ｂ、光探测器的饱和光强ＩＤ，输入光信号强度Ｉ以及激光器的泵浦电流ｉＡ）变化的规律，与半经典理论计算的结果完全一致。     

基于声光调制的中波红外激光功率稳定系统

针对中波红外激光器输出功率波动较大, 采用声光反馈调节的方法, 研发出一套声光反馈调节中波红外激光器腔体外功率的稳定控制系统, 系统主要由声光调制器、探测器、微电流放大器、反馈控制电路等组成。经实验验证, 该系统有效地抑制了激光器输出功率的波动, 波动可控制在0.08%范围之内, 达到了低温绝对辐射计对输入激光稳定性的要求。同时该系统具有软件调节输出功率的功能, 能够便捷、低成本地实现激光器多种不同功率的连续可调性输出, 通过增量式PID算法使得系统在2s内便可完成不同功率之间的调节, 亦解决了以往一台激光器只有唯一的输出功率的局限问题, 满足用户的多种使用需求, 具有实用性、创新性。