Nd:YAG激光器多波长输出技术与应用研究

介绍了Nd：YAG激光器多波长输出及应用技术,分析了Nd：YAG激光的辐射跃迁能级,论述了抑制1064nm激光的生成从而提高1319nm激光输出等关键技术,研究了光学系统参数,利用氪灯泵浦,实现1064nm、1319am波长激光输出分别达到110W、46W,KTP倍频输出532nm、660nm波长激光分别达到22W、2W．     

抗激光损伤薄膜的研究

针对工作波长为532nm和1064nm的Nd:YAG倍频激光器,以防护人眼为目的,设计并优化倍频膜系,选用Ta2O5和S iO2作为镀膜材料,采用等离子体辅助蒸发系统制备波长532nm和1064nm处同时高反射的抗激光损伤薄膜。从设计和制备两方面研究提高抗激光损伤阈值的方法,并给出最终设计曲线及实测曲线。     

ZnS薄膜在532nm波长激光辐照下的光谱透射及激光损伤特性

为探究ZnS薄膜的激光辐照效应,采用热蒸发沉积技术制备了ZnS薄膜,探究了薄膜在532nm波长激光诱导辐照下,不同能量阶和不同脉冲数对薄膜折射率、消光系数、损伤形貌、表面粗糙度和激光损伤阈值的影响。研究结果表明:ZnS薄膜的平均损伤阈值为1.59J·cm-2,用平均阈值能量的60%对薄膜进行辐照处理后,可将ZnS薄膜在532nm处的折射率从2.360 4提高到2.384 9 (15脉冲辐照)。用5脉冲辐照薄膜表面后,薄膜的消光系数会随着激光能量的增加而减小。532nm激光辐照下,ZnS薄膜经历了从轻度损伤到极度损伤的缓慢演变阶段。在5脉冲的基础上,增加激光的辐照能量会使薄膜的表面粗糙度Ra下降,最大可由1.52nm下降到0.429nm。     

脉冲激光诱导Al等离子体的光谱特性分析

利用Nd:YAG脉冲调Q激光器在空气环境下诱导击穿Al金属样品,获得不同激光能量下Al等离子体的发射光谱。对激光入射波长进行选择,分析谱线强度和脉冲宽度与能量大小之间的变化关系。结果表明:532nm激光比1064nm激光对Al金属激发效果更好,激发出的300nm和396nm两条Al等离子体光谱信号强度均与入射激光能量成线性关系。     

双波长选区激光熔化成形中F-theta镜头光学设计

在选区激光熔化成形设备中,F-theta镜头是其重要的组成单元,一般采用单一波长作为光源。为了改善选区激光熔化成形性能,首次设计了由三片球面透镜组成的用于共轴双波长选区激光熔化成形的f-theta镜头。通过引入负畸变实现线性扫描,并选择合适玻璃材料、结构设计来消除色差。在扫描面积为120mm×120mm范围内,适用激光波长为532nm和1080nm,对这两波长激光的聚焦光斑分别小于30μm和60μm,横向色差分离小于1μm,满足高精度双波长激光同时共轴选区熔化成形的应用需求。     

染料掺杂胆甾相液晶激光器的光子态密度研究

从光子态密度理论出发,数值模拟在染料掺杂胆甾相液晶中光子态密度随波长分布图,结果显示,在禁带边缘532nm、592nm处光子态密度急剧升高。制作了染料掺杂胆甾相液晶激光器,实验测得光子禁带的短波与长波边沿分别为557nm、594nm。在全固态532nm脉冲激光器45度角泵浦下,得到波长为573nm激光辐射,实验结果与数值模拟结果基本一致。     

新型单频连续可见光激光器Genesis MX SLM

美国相干（Coherent）公司引入单频版本的Genesis MX SLM激光器，扩展了其可见光连续激光器系列。新型Genesis MX SLM激光器可输出460nm、480nm、488nm、514nm、532nm、561nm、577nm等波长的激光，输出功率在500mW～1W之间。其在单纵模运行时线宽小于5GHz，     

光机电

532纳米碘稳定固体激光频标装置通过鉴定中国计量科学研究院研制成功的“532纳米碘稳定固体激光频标装置”,是具有我国自主知识产权的高新技术装备,其激光频率稳定度和复现性等技术指标,已跻身国际先进水平的前列。532纳米碘稳定固体激光频标装置通过了专家鉴定。532纳米碘稳定固体激光频标装置研究,居于当前国际上以量子物理为基础的计量技术前沿。由该装置发出的532纳米激光波长,是国际米定义咨询委员会推荐的13种复现米定义的波长之一,所以,这一研究成果将提供一种新的更高质量的波长基准参考谱线。在长度计量中,该谱线可作为一把特别稳…     

偶氮染料掺杂聚合物薄膜的全光开关研究

随着现代信息技术的发展,全光开关的研究已经成为当前人们科研的热门领域。而偶氮染料是一类具有光致顺反异构特性的有机材料,在全光开关方面有重要的应用前景。利用半导体激光（波长为532nm）作为泵浦光,He-Ne激光（波长632nm）作为探测光,重点研究泵浦光功率对光开关特性的影响。研究表明泵浦光功率增大,全光开关效应增强,开关调制深度增大,并达到极值。     

激光晶体ZnWO_4:Cr~(3+)的光谱特征

通过对ZnWO_4:Cr~(3+)激光晶体发光特性的研究发现,随掺杂浓度的变化,荧光强度明显改变,在掺人Cr_2O_3浓度为0.005％和0.08％时有两个峰值;并发现低浓度与高浓度的激发峰分别为622nm和608nm。激发波长变化时,荧光强度发生改变,用532nm激发时,仍有较强的荧光。     

激光熔覆过程光束能量衰减的模拟

为了应用能量守恒对同轴送粉激光熔覆中的熔覆层性能进行精确计算,研究了激光束穿过粉末云时能量的衰减现象和衰减规律.利用流体软件模拟实际喷嘴喷粉的过程,并利用有限元软件模拟激光束穿过粉末云的能量衰减规律,得到了激光-粉末相互作用区域内粉末云质量浓度随z轴的分布曲线,以及不同激光功率下和不同粉末云质量浓度下,从喷嘴出口到基材之间粉末云对激光衰减率的变化曲线.结果表明:激光束穿过粉末云的过程中,未到粉末交汇处时光强衰减较弱,汇聚处能量衰减明显.对衰减率进行定量研究可以很好地用于熔池温度场的精确计算.     

单LD双端泵浦Tm:YLF激光器研究

高功率2μm Tm:YLF激光器在环境监测、医疗卫生等民生领域有着重要应用。对单LD双端泵浦Tm:YLF激光器开展了研究。分别对晶体的掺杂浓度和长度对激光输出特性的影响进行分析,优化选取Tm:YLF激光晶体参数,Tm:YLF晶体掺杂原子分子数为3%,尺寸为3mm×3mm×14mm。当输出镜透过率T=10%时,实现15.4W的激光输出,相应的斜率效率和转化效率分别为32.4%和28.57%。激光中心波长为1908.65nm,线宽为0.22nm。在输出功率15W时,沿x、y方向的光束质量分别为M_x~2=1.31、M_y~2=1.36,近似基模输出。     

腔外激光束整形系统设计

根据波动光学的原理及腔外透射型衍射体对光波动场的波前进行变换调制的理论,设计了一种组合式腔外激光束整形系统．对系统的每一透射式元件进行透射函数分布设计并组成一个系统,使激光束通过该系统后,对光波场波前实现调制和整形．     

激光能量波动对扫描法尺寸测量精度的影响

在激光扫描法尺寸测量系统中，激光能量必须保持稳定。但是，在实际使用中，激光器输出能量会产生波动，导致系统检测精度下降甚至不准确。本文详细分析了能量波动对激光扫描法尺寸测量精度的影响，并给出了激光器输出能量自动测量电路及测量方法，以及能量波动的电补偿方法。该方法在激光外径在线检测仪中得到了很好的应用，实践证明有效、可行。     

单脉冲互相关累积法在激光脉冲远程测距中的应用

从脉冲激光微弱回波信号的统计特性出发,基于单脉冲自相关法和脉冲串互相关法在远程激光测距中的局限性,提出了单脉冲互相关叠加的方法。即先对回波信号进行互相关运算,然后对某一个时间段内已进行互相关运算的回波信号进行多次叠加运算,直到强度满足阈值要求。通过该方法可以有效抑制噪声,提高信噪比,且提取的信号保留了原始信号的基本细节信息,降低了误警率。通过实验,将原不足300m的激光脉冲测程提高至1000m,有效提高了测程。     

激光器的光束特性在材料加工中的作用

激光器的光束质量、功率、光的波长以及偏振状态是影响激光加工的几个主要参数。本文论述了材料加工对激光光束质量的要求以及光束质量的评定标准，分析了光束质量、直径与波长对光的传输、聚焦与加工性能的影响，归纳了不同功率密度时激光能量的吸收机制以及波长的影响，讨论了激光的偏振及其应用。     

激光二极管抽运Tm:YAP脉冲激光器研究

采用激光二极管(LD)单端抽运a轴切割的Tm:YAP晶体,实现了声光调Q脉冲激光输出。模拟分析了a-cut的Tm:YAP晶体的热透镜效应,使用Comsol软件模拟晶体内部温度分布,在此基础上设计了平凹腔型结构。研究了自由运转与调Q运转情况激光的输出特性。在重频率1k Hz情况下,获得了中心波长为1988nm,单脉冲能量为4.94m J,最窄脉冲宽度为90ns,峰值功率52.22MW的激光输出,光束质量M2因子在x和y方向上分别为2.11和1.88。     

蓝光LD抽运Pr~(3+):YLF直接获得橙红光的实验研究

对蓝光二极管(LD)泵浦Pr:YLF晶体输出橙红光进行了实验研究,分析了不同偏振方向的晶体和不同透过率的输出镜对橙红光输出功率的影响。在a切Pr~(3+):YLF晶体吸收功率为4.5W时最高输出639.7nm激光功率为491m W。c切Pr~(3+):YLF晶体在吸收功率为3.3W时最高输出607.3nm激光功率为177m W。     

吸气式激光推进中空气对CO_2激光的吸收系数计算

比较分析了吸气式激光推进中空气对CO2激光的3种吸收机制,列出了相应的吸收系数计算公式。通过计算发现,自由-自由吸收对应的逆韧致吸收系数占总吸收系数的比例几乎达到80%,即在较强的激光辐照作用下,由于电子温度很高,高温空气主要通过逆韧致方式吸收入射激光能量。计算结果可以用于吸气式激光推进的能量沉积过程研究。     

激光熔覆快速成型中环形激光束的能量分布

在激光熔覆快速成型中利用中空的环形激光,实现了光内同轴送粉.分析环形激光光斑在扫描线宽方向的能量分布情况,与传统的圆形实心光斑相比,有利于能量的合理分布和提高激光热作用效应.在这种优势下,可以有效地提高金属粉末的利用率,并且可以得到高质量、较为平坦的熔覆层.