矩形放电管He-Ne激光器特性的研究

本文介绍了采用矩形放电管He-Ne激光器特性的测试及其理论分析。采用知形放电截面结构的He-Ne激光器,既增加了模体积,又增加了激光下能级的弛豫速率,因此介质增益系数和激光输出功率都较普通圆截面He-Ne激光器的大。     

矩形放电管中等离子体参量的理论分析

用矩形截面放电管结构可以明显地提高He-Ne激光器单位放电长度的输出功率。本文从理论上分析了这种放电管中等离子体参量与几何尺寸的关系。     

扁平放电管He-Ne激光器

为了获得短腔大功率的He-Ne激光输出,本文提出了一种新型He-Ne激光器,采用扁平形放电管,以便增加横向尺寸提高功率。文中讨论了该激光器的设计原理以及实验结果,包括工作总气压、He与Ne的气压比、放电电流等对激光输出功率的影响,还介绍了该种放电管结     

扁平放电管He—Ne激光器特性的研究

为了在相同放电长度内获得较大的输出功率,我们设计并研制了扁平放电管的He—Ne激光器。 测量了矩形放电管He—Ne激光器的各个参量,找出了该激光器的最佳总气压,He与Ne的最佳气压比以及最佳工作电流的范围。并测试了介质的增益系数与入射光强,泵浦电流等的关系。本文还对以上参量进行了初步的理论分析。     

均匀泵浦四能级激光器的最佳 TEM_(00)模的输出

在假定激光介质空间均匀泵浦条件下,对四能级激光器的最大连续TEM_(00)模输出功率和最佳输出反射镜的透过率进行了计算。获得的结果用一个简单的闭合式表示,这种闭合式与TEM_(00)模的半径、增益介质半径、吸收泵浦功率、阈值吸收泵浦功率及激光谐振腔的光损耗有关。     

激光通道空间分离式多色激光器的输出光谱

在稳态和准稳态近似下求解速率方程，计算了激光通道空间分离式激光器的输出光谱。从理论上和实验上对通过改变泵浦功率在增益介质上的分布而获得预先所需的光谱输出的激光器特性进行了研究。     

He-Ne绿色激光最佳增益条件的研究

获得了He-Ne543nm激光线小信号增益系数随放电管中氦氖气体的配比、总气压及放电电流的变化关系。找出上述三参数的最佳值,并做了最佳激光输出验证。     

短蒸气室自加热碱金属激光器输出特性

短蒸气室自加热碱金属激光器的原理是利用未被增益介质吸收的抽运光加热碱金属蒸气室。基于三能级速率方程,建立了半导体激光双端抽运碱金属激光器的理论模型,研究了增益介质长度、蒸气室温度和抽运源线宽等参数对短蒸气室自加热碱金属激光器输出激光的影响。研究结果表明,在普通外腔半导体激光器抽运下,增益介质长度为2mm时可以实现瓦级激光输出,选择较高的抽运光功率可提高自加热碱金属激光器的输出功率。该研究结果将为自加热碱金属激光器的实验提供理论基础,并可进一步拓展小功率碱金属激光器的应用领域。     

蓝光激光二极管抽运Pr:YLF绿光激光器

报道了蓝光激光二极管抽运的掺镨氟化钇锂(Pr:YLF)固体绿光激光器。采用长度5mm、掺杂离子数分数为0.5%的Pr:YLF晶体作为激光增益介质,在中心波长444nm的蓝光激光二极管抽运下,获得波长522.4nm的连续绿光激光输出。应用不同透射率的输出耦合镜研究了激光器的输入输出特性。在吸收抽运光功率530mW,输出镜透射率为1.9%时获得最大输出功率为90.1mW,斜率效率达到65.3%。     

二极管角部抽运Nd:YAG基模激光器

为了分析角部抽运方式在中小功率激光器设计中的可行性,基于光线追迹法,计算了不同的激光介质几何结构参量和不同的二极管温度条件下角部抽运复合板条激光器的抽运效率和抽运均匀性。从模拟计算结果可知,只要选择合理的激光介质结构参量,角抽运方式能得到高的抽运效率和较好的抽运均匀性。设计了一种角部抽运Nd:YAG复合板条激光器,在45W的抽运功率下获得了12W的激光输出,光光转换效率约为26.7%,在40W抽运时光束质量Mx2=1.47,My2=1.36。理论分析和实验设计表明,角抽运方式在小功率激光器设计中是可行的。     

二极管角部抽运Nd:YAG基模激光器

为了分析角部抽运方式在中小功率激光器设计中的可行性,基于光线追迹法,计算了不同的激光介质几何结构参量和不同的二极管温度条件下角部抽运复合板条激光器的抽运效率和抽运均匀性.从模拟计算结果可知,只要选择合理的激光介质结构参量,角抽运方式能得到高的抽运效率和较好的抽运均匀性.设计了一种角部抽运Nd:YAG复合板条激光器,在45W的抽运功率下获得了12W的激光输出,光光转换效率约为26.7%,在40W抽运时光束质量Mx2=1.47,My2=1.36.理论分析和实验设计表明,角抽运方式在小功率激光器设计中是可行的.     

掺钕无机惰性液体激光技术研究

为了研究掺钕无机惰性液体的配制、光谱和激光特性,采用实验研究的方法,在实验室制备了无机惰性液体激光增益介质Nd-POCl3-SnO2,测试了其抽运吸收和荧光特性;采用氙灯抽运和行波放大的方法实验研究了该液体的增益特性,并进行了初步的自由振荡出光实验。得到了性质稳定的掺钕无机惰性液体,利用该液体作为增益介质的放大器获得了1%/cm的增益系数,激光器实验则获得了中心波长为1051nm、脉宽为83.33μs的自由振荡激光输出。结果表明,掺钕无机惰性液体的配制的必要措施是干燥条件的保证,同时Lewis酸和掺钕浓度对于液体的荧光寿命也起到限制作用,该液体增益介质的光谱特性接近激光钕玻璃,单脉冲工作条件下可以得到稳定的激光输出。     

组合增益介质双波长激光器的功率均衡机制研究北大核心CSCD

研究了激光二极管端面抽运的组合增益介质双波长激光器的功率调谐特性。研究表明,组合增益介质的内部抽运光束腰位置和温度是影响双波长信号相对功率比的重要因素;当固定抽运光束腰位置,增益介质发射截面随温度的变化率不同,导致双波长信号相对功率随温度而改变。进行了相关的验证实验,对于特定参数的组合增益介质双波长激光器,固定抽运功率为3 W,固定抽运光束腰位置在增益介质内1.5 mm,当热沉温度从5℃升温至32.3℃,输出双波长信号达到功率均衡,总输出功率为435 mW,实验结果与理论仿真符合较好。     

基于热致双焦点选模的径向、切向偏振激光器

侧抽运Nd∶YAG棒对径向偏振光和切向偏振光具有不同的热焦距,利用He-Ne激光器输出的线偏振光和旋转狭缝测量Nd∶YAG棒的径向、切向热焦距,设计谐振腔使得只有一种偏振光能低损耗稳定振荡。在440 W抽运功率下,获得31.7 W径向偏振激光,光束质量因子M2约为2.5,调整腔长后,在470 W抽运功率下,获得30.2 W切向偏振激光,光束质量因子M2约为2.8。实验结果表明,利用热致双焦点选模可以获得较大功率的径向、切向偏振激光输出,但激光器对抽运功率敏感。     

基于晶体拉曼转换的多波长激光技术综述(特邀)

近年来，在光电对抗、激光雷达、精密测量、医疗等诸多应用的牵引下，能够同时或交替输出不同波长的激光器得到广泛关注，但是受到激光工作物质中激活粒子固有发射谱及其增益强度的限制，实现多波长激光的功率、波长和时频域的高效可控辐射具有较大难度。非线性光学频率变换技术是拓展激光波长的有效手段，具有系统灵活性强、波长调节范围宽和功率拓展性强等特点。作为一种三阶非线性光学效应，受激拉曼散射(SRS)通过介质内部的分子或晶格振动使入射的泵浦光产生一定的频移，结合其固有的放大、相位共轭、级联转换等特性，基于SRS的拉曼激光器在获得高功率、高光束质量、多波长激光输出中具有显著优势，尤其是以晶体作为拉曼增益介质的多波长激光器一直是激光领域研究的热点。文中介绍了SRS和级联拉曼转换的基本原理，归纳了典型晶体拉曼激光器的分类和基本结构，综述并讨论了基于晶体拉曼转换的多波长激光技术的研究现状。     

高重频窄脉宽光纤激光器的输出特性实验研究

研究了基于主振荡-功率放大(MOPA)结构的高重频窄脉宽光纤激光器的输出特性及影响因素.分析了高功率输出条件下,受激拉曼散射(SRS)对激光增益特性和光谱特性的影响,指出SRS是限制光纤激光器功率提高的主要原因.通过扩大增益光纤的有效模场面积、缩短光纤长度,有效抑制了SRS的产生,获得了平均功率64 W,重复频率50 kHz,脉冲宽度14 ns的脉冲激光输出.分析了光纤弯曲对激光输出特性的影响,结果表明,适当减小光纤的盘绕直径可以在一定程度上改善输出激光的光束质量.     

LD抽运主振荡功率放大结构4.1kW全光纤激光器

利用半导体激光器(LD)抽运大模场增益光纤实现了输出功率大于4kW的主振荡功率放大结构全光纤激光器。实验研究了增益光纤纤芯直径和抽运波长不同情况下激光器的受激拉曼散射(SRS)和横向模式不稳定(TMI)特性。为了抑制SRS,选择纤芯为30μm的大模场掺镱光纤作为增益介质;为了抑制光纤放大器中的TMI,利用增益光纤吸收系数较低波段对应的915nm LD作为抽运源,将增益光纤弯曲半径降低到10cm以提高高阶模的损耗。在种子功率为100 W、最高注入抽运功率为5.3kW时获得了4.1kW的功率输出,光束质量M2为2.2,输出激光中无SRS和TMI现象。     

紫外钙离子复合激光

钙离子复合激光器是继锶离子复合激光之后，又一种新型脉冲放电金属蒸气激光器件，其激光介质是一份钙离子，主要发射波长373．7nm紫外激光．国外已有报道瓦级平均激光功率的输出，它可作为可调谐激光器的短波长泵浦光源，还可用于激光育种、激光医学、激光生物学等诸多方面。我们已经获得稳定持续的激光输出，激光平均功率50mW。在高气压约14．7kPa氦缓冲气体环境中，通过放电自加热，并辅以外加热，控制石英放电管内壁温度约650℃，使置放于放电管中的金属钙升华形成的5．2Pa的钙原子蒸气。钙原子的2个价电子电高电位分别是6．1eV和11．…     

高功率高效率封离式室温CO分子激光器

CO分子激光器是5微米附近连续输出功率最强的激光器之一,它在大气污染探测、分子光谱研究,以及作为诸如自旋反转喇曼激光器泵浦源等方面可望有广泛的应用前景。 CO分子激光器的增益系数随着工作气体温度升高而迅速降低,因此,CO分子激光器通常是采用液氮冷却放电管,或者使用高速流动工作气体的办法来实现激光振荡,获得高功率输出。无疑,这种工作方式对一切实际应用是不方便的。     

高功率光纤激光器喇曼效应的数值分析

为了研究掺镱双包层高功率光纤激光器的结构参量对喇曼效应的影响,利用数值模拟方法求解有关抽运光、激光和斯托克斯波的稳态速率方程组,得到了激光和斯托克斯波在光纤轴向的分布特性,以及喇曼阈值抽运功率与光纤激光器结构参量的关系.结果表明,当光纤激光器采用大模面积、短腔长、小斯托克斯波辐射截面和长激光波长的结构参量时,能显著提高喇曼阈值抽运功率,降低喇曼效应.