用GaAs负反馈器改善被动锁模Nd：YAG激光器的输出特性

本文报导了用高纯半导体材料ＧａＡｓ片作为负反馈元件，以改善被动锁模Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的输出特性。理论分析了ＧａＡｓ负反馈作用的原理，实验研究了腔的几何参数对激光输出特性的影响，获得了稳定的长序列锁模脉冲激光输出，序列脉冲数达６５个，单脉冲能量－１０μＪ，脉冲宽度〈２０ｐｓ，脉冲－脉冲能量抖动〈２％。     

主-被动对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器

报道主-被动和纯被动对撞脉冲锁模Nd~(3+)∶YAG激光器的实验研究结果.主-被动锁模激光脉宽为15ps,激光输出序列脉冲能量起伏小于±2%.被动锁模激光脉宽为12ps,序列脉冲能量起伏小于±1O%.利用腔内插入标准具,获得脉宽在15～26ps间可变的锁模激光.实验还研究了非共振环形腔的激光偏振特性.     

一种可用受激布里渊效应选脉冲的自滤波被动锁模激光器

本文用特殊设计的、能自准直输出激光束、满足空间自滤波条件的小孔光柱，实现了被动脉冲锁模Nd：YAG激光器的自滤波振荡。销模脉冲序列能量～70mJ，序列中只包含3～4个脉冲，脉冲宽度为≤40ps，光束发散角＜1mrad。用CCl4溶液受激布里渊后向散射阈值效应，成功地实现了用全被动方法获得锁模单脉冲输出。     

自种子注入电光调Q单纵模激光器

为了研制出一台稳定的电光调Q单纵模激光器,采用快速电路主动控制腔内损耗,建立了准连续的预激光作为自注入种子,在此基础上进行电光调Q,再配合谐振反射器的选模作用,获得了稳定的高重频、大能量电光调Q单纵模脉冲输出,重复频率200Hz,最大单脉冲能量1．5mJ,能量抖动小于±2％;并获得了激光通过标准具的干涉图样。结果表明,长时间（大于1h）观察,激光器单纵模几率达100％。预激光技术可以获得高重频、大能量单纵模脉冲输出。     

可调谐全正色散掺镱光纤激光器

利用相位长周期光纤光栅作为光谱滤波器,熔接于全正色散掺镱光纤激光系统中,从而实现了具有波长可调谐的连续激光输出和被动锁模激光脉冲输出,可调谐激光波长范围分别为11.4 nm和10.5 nm.通过调节偏振片改变激光腔内的偏振状态,输出锁模脉冲实现脉冲宽度的可调谐,其调谐范围为3.6~1.2 ns.在530 mW的最大泵浦功率下,得到了重复频率为2.5 MHz、最大单脉冲能量为38.9 nJ的锁模脉冲输出和最大输出功率为124 mW的连续激光输出.     

高重复频率大能量单纵模主振荡激光器

研制了一台高重复频率电光调Q单纵模主振荡激光器。利用高速电子电路负反馈控制系统,在激光器谐振腔内引入一个随光强动态变化的损耗,建立了准连续的预激光状态,在此基础上进行电光调Q,加上谐振反射器的纵模选择作用,最终实现了稳定的单纵模输出。激光重复频率为1kHz,脉冲宽度为15ns,最高脉冲能量为2mJ,在30min时间内,单纵模几率达100%。激光器结构紧凑,系统简单可靠,已成功应用于激光振荡-放大系统的振荡器中。     

基于内腔的调Q锁模光参量振荡器的研究

为了实现内腔型光参量振荡器（OPO）的调Q锁模脉冲输出,通过设计并匹配OPO谐振腔和基频激光腔的腔长,满足了同步泵浦条件,最终在实验上得到了信号光的调Q锁模输出;在实验中,采用氙灯泵浦Nd:YAG作为基频激光,以KTP晶体为非线性转换介质,采用电光开关作为调Q手段,测量了OPO的近红外信号光的输出波形、输出能量、光谱构成等输出特性。在泵浦能量12.8 J、调制频率20 kHz时,得到了锁模深度为100%的信号光输出,并发现信号光锁模脉冲重复率依赖于基频激光;得到了调Q锁模信号光输出能量随泵浦能量、电光调制频率的变化关系。     

铜蒸气激光泵浦的飞秒光脉冲染料放大器

建立了频率为８ｋＨｚ的铜蒸气激光泵浦的二级共焦飞秒光脉冲染料放大器，把从对撞脉冲锁模环形染料激光器中输出的光脉冲能量放大到０．６μＪ，放大倍数为３×１０３，放大光脉冲宽度为６０飞秒，因此得到放大光脉冲峰值功率为１０ＭＷ。     

基于现场可编程门阵列的脉冲单纵模激光器能量稳定控制技术

采用法布里-珀罗(F-P)标准具选模的脉冲单纵模激光器虽具有结构简单紧凑以及波长可调谐的特点,但存在输出能量对腔长变化敏感、长期稳定性差等问题。针对这些问题并根据F-P标准具产生单纵模激光的工作原理,分析了影响此类激光器输出能量稳定性的主要因素,得到了频率、谐振腔长与输出激光能量之间的关系,提出了动态反馈控制腔长的能量稳定控制方法,设计了基于现场可编程门阵列的高速数字电路能量稳定系统。利用所提控制方法对谐振腔长进行周期性调制,采用光电二极管探测纳秒脉冲激光信号的强度。腔长调制引起的纵模频率变化直接影响输出激光信号的强度,通过分析激光强度变化的信息,计算腔长失谐量,以此为依据进行实时的腔长补偿,从而形成闭环控制系统,实现单纵模激光的长期稳定输出。实验结果表明,采用所提控制系统时,纳秒脉冲单纵模激光器能量稳定性得到显著提高,连续工作3h的能量不稳定度达到1.3%。     

波形控制功率负反馈YAG激光焊接机的设计

为了提高激光焊接机激光输出的能量稳定度,采用了在输出端加激光功率检测装置并将其实时信号反馈到控制端,形成一个闭环控制系统的控制方法,进一步提出了在激光功率负反馈信号中加入相位补偿信号以达到提高激光能量控制精度的目的.同时,在激光焊接机软件设计上加入了激光能量波形控制功能,以拓宽激光焊接加工的应用领域.与传统的激光电流负反馈的能量波动为8%以上相比,采用功率负反馈可使激光能量波动控制在3%以内.实验结果表明,选择激光功率波形,可以改善焊接质量.     

单纵模激光的再生放大

调Ｑ激光器的输出单纵模脉冲经衰减和削波后，被注入到一Ｎｄ∶ＹＬＦ调Ｑ副腔里，注入脉冲能量１．２ｎＪ，放大以后的脉冲能量１．５ｍＪ，增益达１０６；脉宽由６ｎｓ压缩到４．５ｎｓ。实验和理论分析均表明，当注入信号脉宽短于放大器腔来回一周的时间时，副腔对单纵模激光的放大是一种再生放大行为，单纵模激光的再生放大消除了注入锁定中苛刻的腔长匹配要求。     

华侨大学研制的对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器通过鉴定

对撞脉冲锁模(CPM)是80年代初出现的获得超短光脉冲的新技术。华侨大学应用物理系近代光学研究室为了完成国家教委科技司下达的“绝缘体点缺陷研究”课题,自1984年6月起开始研究CPMNd:YAG激光器,在较短时间内设计了CPM激光器的腔型并研制成了锁模序列脉冲平均宽度～10ps,精调可达6～8ps,输出单序列脉冲能量达10mJ,能量稳定性优于±10％,脉冲锁模几率～100％的CPMNd:YAG激光器。近二年来,该器件运行情况良好,系统工作稳定,并已获得了大量的实验数据和理论分析结果。     

自锁模超短脉冲激光输出的稳定性

为了研究非线性增益饱和效应对自锁模激光器超短脉冲输出的影响,采用Liapunov线性稳定性分析方法对描述自锁模激光输出的微分方程组进行了分析,得到了锁模定态存在的条件并讨论了各定态的稳定性.结果表明,当增益饱和能量小于一个特定值时,自锁模激光振荡器会同时存在两个锁模定态,其中能量较小的一个是稳定的,而且随着增益饱和能量的增大,此稳定自锁模态的能量增大、脉宽变窄,它应该是自锁模激光振荡器实际工作的状态.     

NdLMA激光器的附加脉冲锁模

用半导体激光泵浦ＮｄＬＭＡ激光器在１．０５４μｍ波长处获得连续６５０ｍＷ的激光输出，斜效率达３３％。利用一个包含光纤的非线性外腔，实现了自启动的ＮｄＬＭＡ附加脉冲锁模，输出平均功率为５８ｍＷ的接近带宽转移极限的１．８ｐｓ超短脉冲激光     

一种新型皮秒脉冲激光器

一种新型皮秒脉冲激光器由序列脉冲激光的产生、单脉冲激光的选取、放大和倍频等部分组成,激光器工作物质选用Nd∶YAG晶体,用两个格兰棱镜分别作为起偏器和检偏器,激光器的振荡级利用被动锁模染料产生的锁模序列脉冲激光,经过单脉冲选择器选取出其中的一个单脉冲激光,再经激光器放大部分的放大和倍频晶体的倍频后,激光器最终输出能量为120mJ,脉冲宽度为100ps,波长为532nm的单脉冲激光,其功率约为1.2×109W,功率密度约为4.2×109W/cm2,系统的外触发同步精度优于2μs。     

10 ps大能量卫星测距用激光器

本项目紧跟国际先进技术,振荡级采用半导体激光抽运、半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术,获得了10 ps左右稳定的锁模脉冲输出.利用成熟的氙灯抽运再生放大器及两级单通能量放大器,实现了对10 ps宽度的全固态半导体可饱和吸收镜锁模激光脉冲的有效放大.该激光器最后输出的主要指标为:波长532 nm,单脉冲能量50 mJ,工作频率1～20 Hz,发散角≤1 mrad,能量稳定度+5%.     

高光束质量窄纳秒脉宽Nd∶YVO4板条脉冲串激光器

提出了一种高光束质量、窄纳秒脉宽、高重复频率脉冲串输出的电光调Q激光器。通过优化键合Nd∶YVO₄板条晶体掺杂区域的纵横比，结合腔模的最佳设计，限制腔内的高阶模式振荡，获得了两方向相近的高光束质量激光输出。利用激光二极管侧面泵浦键合的Nd∶YVO₄板条晶体，采用电光调Q技术，研究了不同重复频率下1064 nm脉冲串激光的输出特性。在输出镜最佳透过率为40%、子脉冲调Q重复频率为80 kHz的条件下，获得了平均输出功率为5.03 W、子脉冲能量为0.50 mJ、子脉冲宽度为5.9 ns的脉冲串激光输出。在谐振腔内加入小孔光阑，获得了平均输出功率为2.56 W、子脉冲能量为0.26 mJ、子脉冲宽度为7.2 ns的脉冲串激光输出，对应的x和y方向的光束质量因子分别为1.42和1.49。     

电光Q调制序列脉冲Nd:YAG激光器研究

在一次氙灯矩形波放电光泵浦期间,利用电光调制技术,输出一个序列高频、窄脉宽（-10ns）、高峰值功率（〉10MW）的脉冲激光,激光输出能量、序列脉冲个数和周期T可根据需要而调整确定。     

用声光调制器的调制窗口改进纯被动锁模YAG激光器的输出特性

本文从改进声光驻波调制器的特性出发，利用改进的声光驻波调制器的动态调制窗口，对纯被动锁模ＹＡＧ激光器的特性作了明显地改进，即锁模几率１００％，锁模阈值明显地降低，锁模激光脉冲的稳定性得到明显地改进，测得的主被动锁模ＹＡＧ激光器的输出能量为５．８ｍＪ，稳定度为±１％，此时腔长的失谐范围为±１００μｍ，利用单脉冲切取器，选出的单一脉冲的能量为６００μＪ，稳定度为±３％。     

波形控制激光功率负反馈YAG激光焊接机的设计及其应用

摘要：为了提高激光焊接机激光输出的能量稳定度,在焊接机研究设计中采用了在输出端加激光功率检测装置并将其实时信号反馈到控制端,形成一个闭环控制系统的控制方法,进一步提出了在激光功率负反馈信号中加入相位补偿信号以达到提高激光能量控制精度的目的。同时,在激光焊接机软件设计上加入了激光能量波形控制功能,以拓宽激光焊接加工的应用领域。实验结果表明,与传统的激光电流负反馈的能量波动为8%以上相比,采用功率负反馈可使激光能量波动控制在3%以内;通过一个焊接实例说明了选择激光功率波形,可以改善焊接质量。