KDP晶体激光损伤的研究

报道了散射颗粒、焦斑面积和非线性吸收等对ＫＤＰ晶体激光损伤的影响。研究了ＫＤＰ晶体的多脉冲损伤。     

皮秒激光抛光KDP晶体的工艺研究

为了改变KDP晶体精密加工难和效率低的状态,采用皮秒超快激光抛光KDP晶体的新方法,系统地研究了激光波长、单脉冲能量密度、激光束入射角、光斑搭接率、扫描方式以及激光焦深等因素对激光抛光KDP晶体质量的影响规律,并对激光与KDP晶体的相互作用机理进行了分析。结果表明,在皮秒激光波长λ=355nm、聚焦镜焦距f=56mm、激光束入射角α=84°、激光重复频率F=800kHz、脉冲能量密度Q=2.4J/cm2、光斑搭接率O=60%、45°多方向交叉扫描以及加工次数T=10次的优化参量条件下,KDP晶体表面粗糙度均方根值可达到76nm。这一结果使激光抛光技术的研究得到了进一步补充。     

KDP晶体激光预处理参数的优化

KDP 晶体是目前高功率激光装置中倍频材料的首选,元件上架前通常采用激光预处理来提高抗激光损伤性能,由于预处理流程耗时较多,提升预处理效率对于工程应用具有重要意义。研究了激光预处理参数对 KDP 晶体材料损伤性能的影响,通过分析激光辐照通量、辐照发次、能量台阶等预处理参数与元件损伤性能的变化关系,发现在一定通量范围内用不同的能量台阶可以获得同样的预处理效果,由此确定采用变能量台阶的方法对预处理参数进行优化。实验证明,采用此方法可以在保证预处理效果的前提下,将总的激光辐照发次缩减三分之一,结果对于大口径 KDP 晶体元件的激光预处理工艺具有重要参考价值。     

KDP晶体高效二倍频理论计算

根据三波耦合方程研究了基波功率密度晶体长度，相位匹配类型，相位失配角，离散角等因素对ＫＤＰ晶体倍频转换效率的影响。给出了不同长度ＫＤＰ晶体Ⅱ类相位匹配的理论计算曲线，由此选择最佳条件进行实验，获得了８０％的倍频转换效率。     

激光在烟雾中传输特性的数值模拟分析

为了解决激光驾束制导中发动机烟雾对制导激光场信号的衰减问题,采用van de Hulst近似计算方法,模拟研究了烟雾对1.06μm,1.55μm,10.6μm波长的激光在不同复折射率参量下的吸收、散射、衰减效应。结果表明,复折射率不变时,烟雾对长波长激光的吸收衰减较小;烟雾对激光的衰减峰值随着折射率虚部的增大而变小;峰值的位置随着激光波长的增加向粒子半径增大的方向移动。该研究结果对激光驾束制导武器的研制具有较大的参考价值。     

光子晶体波导传输特性的计算和模拟

应用时域有限差分法研究了在空气孔-介质光子晶体波导中引入一空气柱后对光学传输特性的影响.结果表明:引入空气柱后,通过改变空气柱的半径及其在波导中的位置,能使其透射特性产生显著的变化.在归一化频率＞0.26的高频段,透射率迅速降低;空气柱半径越大、越靠近入射源,透射率越小.通过数值模拟对计算结果进行了验证.     

飞秒激光在多孔光纤中传输特性的研究

介绍了多孔光纤的特性以及对飞秒激光在多孔光纤中传输特性的研究。     

掺杂焦磷酸对KDP晶体光散射的影响

掺杂焦磷酸的情况下降温生长了ＫＤＰ晶体,采用激光层析法对晶体的光散 观察,掺杂后晶体的光散射现象明显加剧;晶体的锥面、柱面和椎柱交界面处的散射点密度并不相同,其原因在于焦酸对ＫＤＰ晶体的锥面和锥面的影响不同。     

选区激光熔化中激光束的传输变换及聚焦特性

为了获得光束质量较好、光斑尺寸较小、功率密度较高的、适合于在选区激光熔化快速成型技术中应用的激光束,对应用于选区激光熔化快速成型技术中的高斯光束进行传输与变换。对其传输变换及聚焦特性进行了理论分析与实验验证,实验结果与理论分析的结果相符。取得了功率密度达106W/cm2以上的、光斑尺寸较小的、满足于在选取激光熔化技术中应用的光斑。将其应用于镍基合金(Ni25)和铜磷合金粉末的三维选区激光熔化快速成型。结果表明,这种传输变换及聚焦特性是可行有效的,得到了满足要求的光斑尺寸和功率密度。     

神光装置φ200mm口径KDP晶体高功率倍频激光系统

报道了φ２００ｍｍ口径ＫＤＰ晶体高功率倍频激光系统的研制结果，并实现了神光装置信频激光打靶。五十枪次全口径打靶实验表明，倍频激光系统性能稳定。实验中，当入射基频激光强度大于１．５ＧＷ／ｃｍ２，倍频器的外部转换效率保持在６０％以上。最大入射基频激光能量为３５７．８Ｊ时，输出倍频激光能量为２２３．４Ｊ，倍频转换效率为６５．６％。     

双波长激光传输特性的室内模拟实验研究

为了研究大气信道在特定条件下对光束的影响,建立基于双波长同信道传输的室内模拟大气实验系统,对不同浓度的雾气和粉尘分别进行了模拟传输实验。结果表明,空气水蒸气密度与衰减系数近似满足线性关系,且衰减系数随波长变大而减小,当雾气浓度达到一定时趋于一致;根据测量数据拟合出粉尘浓度与透射率满足指数关系,符合比尔-郎伯定律;实验测试数据结果与大气散射理论相符合。该实验结果和实验方法对研究大气对光的作用具有一定的参考价值。     

激光大气传输特性及其回波信号仿真研究

基于Rayleigh散射和Mie散射理论,利用已有的中光谱分辨率大气辐射传输模式(MODTRAN)数据及参考模式大气(RMA)数据资料,对355 nm、2 μm、10 μm激光信号的散射、消光、透射等大气传输特性进行了仿真和比较。同时利用高斯函数分析了355 nm波长处的Rayleigh和Mie回波信号光谱分布,并模拟了不同高度处的大气回波信号光谱。结果表明:与2 μm、10 μm相比,355 nm波长的激光信号的散射特性较好;其在大气中传输时,衰减严重,适用于晴空大气;该波段的多普勒测风激光雷达接收到的回波信号在底层以Mie信号为主,高层以Rayleigh信号为主;综合考虑各种因素,选用355 nm作为星载多普勒测风激光雷达的工作波长。     

大口径KDP晶体定向方法的研究

为了获得高效的二次、三次倍频的转换效率,KDP晶体的定向精度非常重要,尤其是以KDP晶体光轴的严格定向为前提的.对于大尺寸晶体,定向的常用方法X射线衍射法和偏振光干涉法都有各自的局限性,因此,我们采用了一种用Nd:YAG激光器装置直接确定KDP倍频晶体的定向偏差以及o轴与e轴方向的方法.报道了实验原理方法和结果.     

基于传输线激光器模型的调制光栅Y分支激光器仿真北大核心CSCD

调制光栅Y分支激光器(modulated grating Y branch laser,MGY)是光纤光栅解调系统的理想光源,目前鲜有针对其调谐特性的建模研究,为研究MGY的调谐特性,本文将传输线激光器模型(transmission line laser model,TLLM)推广到模拟MGY,采用TLLM、传输矩阵法(transfer matrix method,TMM)与数字滤波方法相结合的组合模型对模拟MGY进行研究。在组合模型中,对增益区和相位区使用基于时域的TLLM;对左、右调制光栅(left/right modulated grating,LMG/RMG)区先使用基于频域的TMM进行表征,然后通过反向傅里叶变换为时域模型,成功模拟了MGY的输出-电流特性曲线、静态调谐特性等,与已发表的实验结果相近。此综合方法可用于研究使用频域模型难以获得的器件的瞬态响应和激光光谱特性。     

管状激光介质的热特性及改善措施

本文分析了不同冷却条件下管状介质的热特性,得出其应力破坏极限与相对壁厚的关系并指出:适当选择相对壁厚和冷却条件可使其破坏极限较棒状介质有较大的提高.     

二氧化钛光子晶体波导的太赫兹波传输特性

本文应用时域有限差分法研究了二维二氧化钛光 子晶体波导的禁带范围和太赫兹波的 传输特性,分别设计了带隙宽度为0.226 THz 、0.2728 THz和0.316 THz的直线型、直角型和T 型二氧化钛光子晶体波导结构。研究发现,相比传统波导,本文设计的二维二氧化钛光子晶 体波导不仅在直线路径中有较高的太赫兹波传输效率,而且在转角的路径中也有很高的太赫 兹波传输效率。此研究结果为太赫兹器件的设计和制作提供重要理论依据,为高速宽带无线 通信系统的发展提供重要理论借鉴。     

临近空间激光传输特性研究

基于临近空间大气基本特性,对激光与大气相互作用进行分析和研究,采用MODTRAN软件分析了临近空间大气的吸收和散射,给出了400~2000 nm波长激光的透过率曲线,从激光光斑漂移和扩展两个方面对大气湍流对激光传输的影响进行数值计算,对发生热晕效应的功率阈值进行数值估算,结论表明:与近地空间相比,临近空间大气对于激光传输影响较弱,有利于实现高功率激光的长距离传输。