激光束的分类

对激光光学中一个十分有意义的论题,即激光束的分类作了综述和分析。基于二阶矩方法和维格纳分布函数,激光束可以按照其空间对称性分为无像散光束、简单像散光束和复杂像散光束。另一方面按空间相干性激光束可分为部分空间相干光和完全空间相干光。对各类激光束的独立特征参数及其联系作了分析。     

激光束的相干合成技术

本文可实现激光束相干合成的一些有用的技术作了总结，对由Ｓｃｈｕｓｔｅｒ等人 掾联ＭＯＰＡ系统进行成对共线光束合成的功率定标模型作了分析，最后，对与位相控制概念有关的作了讨论。     

激光光束的整形技术

本文简要概括了激光光束整形技术的发展和研究现状。就几种典型的光束整形技术,如非球面透镜组整形、微透镜阵列整形、衍射光学元件整形、双折射透镜组整形、液晶空间光调制器和圆锥镜等整形技术作了分类评述和讨论。介绍了各种整形的技术特点和实现方法,指出了这些整形技术尚待解决的一些问题,并展望了它们的可能应用领域和发展前景。     

钨膜的激光化学气相沉积

本文报道用XeCl准分子激光分解W（CO）6气体分子沉积钨膜，面积约2．6cm^2，测量了膜层的厚度，电学性质和光学性质，并用扫描电镜观察了膜层的微观结构和用X光电子能谱议分析了腹层的组分。     

激光化学气相沉积技术在掩模版修复中的应用

为了对光掩模版亮场缺陷进行修补,采用激光化学气相沉积的方法,利用功率密度为1.3×108W/cm2的55nm紫外激光诱导Cr(CO)6分解,在1.5s内获得了光掩模亮场区域附着力强、消光比高的金属Cr膜.结果表明,在开放的环境下,采用高功率密度、短作用时间的方法能够得到高质量的沉积薄膜,满足了微电子行业中对掩模版修复的要求.     

用于激光合束系统的光束位置监测装置设计

为了实现近场可见光波段、多路不同波长激光合束中位置误差监测,设计了一种光斑位置监测装置,该装置以缩束系统为基础对同指向激光束位置进行自动监测,在激光合束系统中与快速反射镜相配合,能有效提高合束系统的精度和合束效率。首先对监测装置光学系统进行了设计和仿真分析,使其实现缩束功能的同时减小色差对监测精度的影响。接着,根据设计要求选择了合适的光电探测器。然后,设计了镜筒并对装置的箱体进行有限元优化设计以减轻质量并防止产生共振,使其可以在复杂的环境中工作。最后,根据光斑的特性选择了合适的光斑中心定位算法。实验检测结果表明:缩束倍数达到了15.6倍,监测精度达到了0.1 mm。系统基本上可以使所有激光束成像在CCD上,且光斑能在CCD上成完全像,稳定性较好,精度高,满足使用要求。     

阵列光纤光栅频谱合束技术研究

文章提出一种新型的基于阵列光纤光栅(AFG)的频谱合束结构,该结构的优点是输出光斑具有较好的单模特性,且系统的可靠性和可扩展性较强.应用高斯模场近似的方法,对这种结构的性能做了仿真分析,仿真结果表明,这种结构的衍射效率高,输出光斑尺寸小,单模特性好.     

光纤激光器光束合成技术

介绍了光纤激光器光束合成的原理、方法,概述了激光束波长合成技术、相干合成技术的研究和发展状况,总结了光纤激光器合成技术的发展趋势.     

Adaptive merit function in SPGD algorithm for beam combining

The beam pointing is the most crucial issue for beam combining to achieve high energy laser output. In order to meet the turbulence situation, a beam pointing method that cooperates with the stochastic parallel gradient descent (SPGD) algorithm is proposed. The power-in-the-bucket (PIB) is chosen as the merit function, and its radius changes gradually during the correction process. The linear radius and the exponential radius are simulated. The results show that the exponential radius has great promise for beam pointing.     

光谱合成激光阵列指向偏差的光束特性分析

保持良好光束质量的输出对实际光谱合成系统的构建至关重要。从理论上研究光纤激光阵列指向偏差对合成系统光束特性的影响,修正了带有指向偏转角激光队列的入射光场,结合光谱合成的光传输模型和统计学分析,讨论了合成激光光束质量随均匀分布随机扰动的变化规律。仿真结果表明,指向偏差对合成系统的输出特性影响显著,当激光队列的最大偏转角仅为0.05时,合成系统的光束质量就会退化到（6.491.73）。为实现合成光束亮度的定标放大,逐步扩展激光队列的阵列规模,合成系统光束质量的变化会逐渐趋于稳定,以变化稳定时的阵列规模（30路子光束）作为参考,拟合M2因子随最大指向偏转角的变化趋势。     

Laser beam controls crystal growth

Synthetic crystals of inorganic materials are often grown by pulling a seed (small single crystal) of the material slowly from the melt. During pulling the crystal is rotated slowly around a vertical axis. With the Czochralsky method, as this is called, it is difficult to control the diameter of the growing crystal, and irregular variations in the diameter generally give rise to imperfections in the crystal structure. The Philips Research Laboratories at Aachen have now evolved a new method in which a laser beam is used to measure and control the diameter of the crystal automatically throughout its growth. This new method can be applied practically independently of crystal material, crucible form, etc. and crystal diameters can be kept constant to within 1 per cent.     

紧凑型10瓦级铜蒸气激光器

为了克服通常铜蒸气激光器系统大、运行操作复杂和维护麻烦的缺点,采用封闭式激光管、脉宽调制开关型脉冲充电技术、双级磁脉冲压缩技术和模块化风冷结构设计研制了一种紧凑型铜蒸气激光器,该激光器体积小、采用220VAC供电,实现了开机自动化和免维护运行。     

光纤激光谱合成改善光束质量的研究进展

光束质量是衡量激光性能的重要指标。鉴于当前谱合成光束质量的研究现状,本文归纳出3种改善光束质量的方法：窄线宽法,双光栅色散补偿法,抑制光栅热变形法。对于每一种方法,详细介绍了其设计思路;综述了该思路下光束质量改善所取得的进展。此外,本文还展示了我们团队研究光栅热变形、影响光束质量的理论和实验成果。该成果表明：在30 W激光辐照下,2 min内,M²从1.06增加到1.26。显示出谱合成的光束质量是一个动态变化过程。     

激光光束传输特性分析─—等效波面曲率半径法

本文提出了利用光束等效波面曲率半径,并结合束宽及远场发散角来测量分析激光光束传输特性的方法,能以较高的精度确定激光光束的束腰位置z0,束腰处的束宽D0及激光光束质量传输因子M2.这是一种可用于连续,重复频率脉冲及单脉冲激光光束传输特性的分析测量方法。文中还给出了实现这一方法的具体测量方案。     

光谱合束二向色镜反射率及合束效率仿真研究

为了研究合束效率与二向色镜的反射性质之间的关系，通过建立多层膜系粗糙表面反射模型，采用模拟仿真的方法对用于光谱合束的大陡度二向色镜反射率曲线进行了计算分析，结合光纤激光器光谱曲线得到了合束效率的仿真结果。对不同角度二向色镜表面面形与反射率、合束效率的关系进行了分析，对二向色镜合束系统的稳定性进行了模拟讨论，并对二向色镜的部分参量提出了要求。结果表明，使用小角度二向色镜可以获得10kW以上的输出功率，合束效率达97%。这一结果对二向色镜参量的提高是有帮助的。     

光纤激光器光谱合束技术综述

对实现高功率、高光束质量输出的光纤激光器光谱合束技术进行了综述。针对体布拉格光栅合束和多层介质膜光栅合束两种技术方案进行介绍,从合束原理、高功率窄线宽光纤激光器单元、光栅器件以及合束方案等方面进行分析。同时,针对近年来国内外在光纤激光光谱合束技术领域的发展也进行了归纳性的介绍。     

Theory of spectral beam combining of fiber lasers

We model the spectral beam combining of a fiber laser array in the external resonator configuration, as proposed by V. Daneu et al. A diffraction integral-based approach is used that leads to design principles for most significant measures of performance, such as efficiency, bandwidth, and beam quality. Sensitivity to alignment and positioning errors is also characterized. Off-axis transform lens aberrations are shown to limit array size, and two design criteria are applied to compare the performance of simple spherical, compound, and aspheric lenses. The results indicate that a simple aspheric lens is superior in meeting the proposed criteria to a well-designed compound (quadruplet) lens with spherical surfaces. Application to the efficient coupling of a laser array to a multimode fiber core is discussed as a final example     

（英）亚毫米波波段波束功率合成方法

对于亚毫米波或太赫兹系统而言,关键问题是功率源的输出功率非常小。 功率合成技术是增加输出功率的有效方法。 然而,在微波和毫米波段中使用的常规功率合成方法（例如电路级合成或波导内空间合成）在亚毫米波波段因损耗高及难以加工等因素而受到制约。 本文提出了一种基于准光学技术的波束功率合成方法。 它具有损耗低,合成效率高,相对容易制造的优点。本文给出了分析,仿真和实验结果,并得到高的输出合成效率。     

非相干叠加激光发射系统光学设计

介绍了一种适用于三束激光非相干叠加聚焦的新型激光发射光学系统,工作波长1 080 nm,全视场角0.6。系统为离轴两镜反射结构,对三束紧密排列的激光光束进行扩束聚焦,系统主镜为口径303 mm的椭球面反射镜,系统像质接近衍射极限,并且可以通过控制次镜轴向位置调焦适应不同目标距离。计算了叠加后的激光光斑的功率密度分布和环围功率曲线,设计在目标距离1 000 m时叠加光斑半径9 mm内的环围功率大于95%,此激光发射系统结构简单,长径比小,聚焦质量满足使用需求,激光光斑能量得到有效叠加。