美国研制出“自由电子”激光器

美国专家最近研制出一种能发射多种波长激光的“自由电子”激光器。这种装置能应用在军事和民用科技领域。美国海军研究局和“托马斯·杰斐逊”国家加速器实验室的专家通过加速使电子获得了极高的能量 ,并在这种高能电子环境中开发出了激光。研究人员将其称为“自由电子”激光。之后 ,专家又制作出了能发射“自由电子”激光的激光器 ,其生成激光的波长可分别达到红外波段、可见光波段和波长比可见光更短的紫外波段。其中 ,红外波段的激光能量最高 ,其功率可达 1 0 0 0 0W。紫外波段的激光功率为 1kW。此外 ,“自由电子”激光器能发出极短的…     

范德比尔特把自由电子激光用于脑手术

20 0 0年 1月份范德比尔特大学的一名外科医生用自由电子激光器发出的 6 .45μm红外脉冲 ,从病人的脑中切除了一个高尔夫球大小的脑瘤。这是自由电子激光器用于人类外科手术的首例。W.M.Keck基金会自由电子激光中心的临时指挥 David Ernst说 :“在美国 ,除杜克大学 ,再没有别人有这样的红外激光器具有在探测医疗应用方面所需的功率和脉冲结构。范德比尔特是唯一可进行人类手术的地方。”自由电子激光在红外区内可调谐范围很大从大约 2μm到 9μm,而且功率很大。范德比尔特的激光器可提供高于其他红外激光器三到四个数量级的功率。它可在一…     

自由电子激光器获得创记录输出

美国能源部托马斯·杰菲森国家加速器装置的科学家已使该装置的自由电子激光器在 3.1μm处达到 1.72 k W的世界记录 ,将其推入可供许多实际应用的阶段。该激光器发射近衍射极限光束 ,以 18,37或 75 MHz的重复率产生约 1ps的脉冲。该装置 1998年 6月首次出光 ,当时的输出功率为 15 5 W,高于此类自由电子激光器输出的 10倍。此激光器由一超导射频直线加速器供能 ,后者又由一激光激励的电子源馈入 ;总长度约 5 0 m。电子源由将光电阴极蒸发出电子的倍频 Nd∶ YL F激光器组成 ,其重复率决定了自由电子激光的重复率。据该项目经理Fred Dylla…     

中国电子科技集团公司第十三研究所激光器产品推介

中国电子科技集团公司第十三研究所研发生产半导体激光器、固态激光器和光纤激光器三大系列激光器。半导体激光器以高功率为主要特点,在800~1 064 nm近红外波段,连续功率达到3 000 W,脉冲功率达到5 000 W,应用于固态激光器泵浦、光纤激光器泵浦、绿光激光器泵浦、红外照明、望远镜测距和汽车防撞等领域。固态激光器以小型化和输出连续功率为主要特点,在1 064 nm波段,输出功率为50~300 W,主要应用于激光打标、激光     

自由电子激光器输出性能的研究

研究了自由电子激光器的输出功率,指出红外波段的自由电子激光器将较紫外波段器件容易获得高功率输出;讨论了相对论电子束的脉冲宽度和共振腔透过率的选择,获得了超辐射输出的工作条件;讨论了相对论电子束能量发散度Δγ_0/γ_0对激光能量转换效率的影响。     

自由电子激光器输出超过1000W

在短波长光的可调谐性和高功率上 ,很少有激光器能与自由电子技术相比。最近的研究又提高了这方面的水平。英国托马斯·杰斐逊加速器研究所报道 ,他们的自由电子激光器 ,已在 3.1 μm达到 1 .7k W输出。此项成果超过其 1 k W的预定目标。下一目标是在红外区的连续波输出 1 0 k W。取得这一成就的原因是其加速器所作的贡献 ,它将能量回收提高到 75%。激光器使不作为光辐射的电子束功率再循环 ,并重新发射 ,以获得相当于 1 0 %的转换效率。自由电子激光器输出超过1000W@叶青     

大型自由电子激光器输出创世界记录

能源部托玛斯·杰菲逊国家加速器实验室的科学家一直在大力提高该室自由电子激光器的功率 ,已吸引美国海军的 12 0 0万美元投资。两年前 ,海军取消了对该室自由电子激光研究的资助 ,因为该激光器虽然可能有很高的功率 ,但有可能永远达不到打下天空中导弹的水平。但是该室科学家却为激光确定了一项新的任务干扰导弹的寻的系统 ,因此重新赢得了海军的资助。杰菲逊实验室 1999年 7月份宣布 ,该室的自由电子激光器在 3.1μm处平均功率输出 1.72 k W的近衍射极限光束 ,创造了一项世界记录。此种大型自由电子激光器以 7MHz的重复率 ,产生脉宽约 …     

用自由电子激光器演示紫外谐波的产生

真空紫外和极紫外相干辐射源是很难获得的。选择真空紫外发射激光器也非常受限，只在一年前才首次清楚地观察到极紫外(1040 Α以下)激光发射。由于相干真空紫外和极紫外辐射源在理论物理和应用物理方面有广泛应用，人们已经对这种相干辐射源作了很多探索。随着新一代电子贮存环的出现，有希望实现在真空紫外波段工作的自由电子激光器，但这还需要若干年，现有的贮存环对直接工作在真空、紫外波段的自由电子激光器都不适用。     

中国电子科技集团公司第十三研究所激光器产品推介北大核心

中国电子科技集团公司第十三研究所研发生产半导体激光器、固态激光器和光纤激光器三大系列激光器。半导体激光器以高功率为主要特点,在800-1 064 nm近红外波段,连续功率达到3 000 W,脉冲功率达到5 000 W,应用于固态激光器泵浦、光纤激光器泵浦、绿光激光器泵浦、红外照明、望远镜测距和汽车防撞等领域。     

自由电子激光器：未来的亮光源

多年来,光学研究人员的一个目标是在现有其它光源很弱发射的波长上产生相干辐射。自由电子激光器（ＦＥＬ）迅速填补了较普通光源留下的电磁波谱空白。由于自由电子激光器能产生高峰值功率和高平均功率以及波长的可调谐性,它是很诱人的。与普通激光器相比,自由电子激光...     

10W级高效率单模中红外2.8μm光纤激光器

报道了高功率、高效率单模中红外2.8 mm波段光纤激光器。采用中心波长为975 nm的半导体激光器(LD)抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,室温下实现了2.8 mm激光功率超过9 W中红外光纤激光连续输出。激光器最大输出功率为9.2 W,斜率效率为24.8%,工作阈值约为1.0 W,中心波长为2.79 mm,激光工作模式为单模,光束质量M2因子小于1.2。     

中、远红外双波段激光器的性能优化

对两根放电管驱动的中、远红外双波段(3～5 μm & 8～12 μm)激光器的输出镜透过率、输出窗口等器件与参数进行了优化, 试验获得了25.5 W的中、远红外双波段激光输出, 两个单波段的输出功率均大于10 W, 中红外波段DF激光为TEM00模, 远红外波段CO2激光为TEM20模.利用Φ8 mm光阑对双波段激光器的横模进行了选择, 试验获得了15.4 W的TEM00基横模双波段激光输出.为红外双/多波段探测器阵列及相关系统的应用研究提供了激光光源.     

中红外激光技术及其进展

3～5μm波段激光在民用和军用两方面都具有重要作用.文中简要介绍了产生中红外激光的各种方式,并分析其优缺点,从两个方面综述了中红外激光源的进展情况.首先介绍了半导体量子级联激光器、固体激光器、自由电子激光器、化学激光器、气体激光器等线性光学方法产生中红外激光的进展;然后对基于物质二阶非线性作用产生中红外激光的光学倍频、差频和光参量激光器的进展进行了介绍;最后指出了中红外激光技术的发展方向.     

自由电子激光器

美国Т．Джефферсон国家加速器中心的Г．Р．Мейла报道了功率为千瓦级，波长为2～8 μm，重复频率为～75 MHz，脉宽为～0.7 ps的自由电子激光器。计划这种激光器的功率能在红外波段达到10 kW以上，在0.3～60 μm达到千瓦水平。日本原子能研究所的自由电子激光器能在准连续态工作，功率为～0.1 kW或更高。计划振荡功率会提高到1 kW。讨论了建立功率为20 kW，振荡波长为1.5 μm的工业用自由电子激光器的概念。     

波音公司和雷声公司为美海军研究自由电子激光武器

2009年4月13日，美国海军研究办公室（ONR）授予波音公司一项最高金额达1．63亿美元的合同（另外再加上690万美元的初始任务订单），为美国海军开发自由电子激光（FEL）武器系统，该武器系统将具有超高精度、光速性能以及无限装弹能力，将在未来10年内成为美国海军舰船抵御新威胁（如高速巡航导弹等）的重要手段．按照美国海军要求，用于舰船防御的自由电子激光器输出能量可达到兆瓦级．通过高能电子束穿透一系列磁场，自由电子激光器能够实现激光的集中发射．     

自由电子激光器可产生微波和毫米波

在最近由美国航空和字航协会主办的华盛顿电光技术会议上，TRW公司的克拉克指出，自由电子激光器不仅表明有希望作为光谱的可见和红外部分的相干辐射源，也可作为微波和毫米波段较高频部分的干扰器发射源。克拉克说，TBW公司的实验性自由电子激光器已运转了近一年，已在X波段产生几千瓦的峰值功率。     

美国海军舰载高能激光武器

舰载高能激光武器作为一种新概念武器,以其响应速度快、机动性好、打击精度高、发射成本低等优点受到了各国海军的关注,成为舰艇反导防御的首选装备。分析了美国海军研制的中红外先进化学激光器／“海石”光束定向器、固态激光武器的系统结构特点,介绍了美国海军极为看好并大力发展的自由电子激光武器的一种设计方案。     

媒体扫描

自由电子激光波长突破 2 0 0 nm　　俄罗斯建造的 OK- 4激光器成为第一台以低于2 0 0 nm的深紫外波长 (“真空”紫外 )发射的自由电子激光器 ,它在杜克大学成功地发射了 193.7nm这样极短波长的激光。激光物理学家认为 2 0 0 nm是自由电子激光特有的技术障碍 ,因为用于产生自由电子激光的反射镜在如此短的波长下通常损耗非常高 ,并迅速退化。杜克大学物理学副教授 Vladimir L itvinenko说 :“这是我们的‘千年虫’问题。我认为在公元 2 0 0 0年前自由电子激光波长无法达到 2 0 0 nm”。包括准分子激光器在内的某些常规激光器可利用其他材料…     

10 W量级高功率中红外超快光纤激光系统中色散管理的仿真设计

超快光纤激光器具有结构紧凑、可靠性高和光束质量好等优点,在科学研究和工业生产上有广泛的应用。2～5μm波段的中红外超快光纤激光器在气体探测、激光手术与中红外对抗中具有巨大的应用潜力,已成为超快光纤激光器领域的一个研究热点,尤其是利用掺杂铒离子的氟化物光纤作为增益光纤的光纤激光器,其可利用常见的980 nm泵浦激光产生2.8μm波段的超快激光,是研究最为广泛的中红外超快光纤激光器系统之一。然而,2.8μm波段的超快光纤激光器无论是在平均功率还是在单脉冲能量上,都与国际先进的近红外波段超快光纤激光器存在较大差距。前期报道的2.8μm超快光纤激光器输出的最高平均功率约为1 W,单脉冲能量约为30 nJ,这极大地限制了中红外超快光纤激光在高灵敏度气体测量等领域的应用。针对这一问题,本文设计了一套基于掺杂铒离子氟化物光纤的多级啁啾脉冲放大系统,并对其进行了数值模拟,此系统可将脉冲平均功率放大到10 W量级,从而获得超过250 nJ的单脉冲能量。此系统输出的高能量中红外脉冲具有约400 fs的超宽脉冲宽度,脉冲峰值功率可达450 kW。     

4.5 W中红外3.1 μm光纤气体激光器

在突破了高功率泵浦激光高效稳定耦合关键技术的基础上,利用～30 W的窄线宽1.5μm光纤激光放大器泵浦一段～8m长、充有300Pa乙炔的空芯光纤,实现了4.5 W的3.1μm波段中红外激光输出,这是目前中红外光纤气体激光器的最高输出功率,对应的光光转换效率(相对于泵浦源功率)约为14%。实验结果表明,光纤气体激光器具备输出高功率中红外激光的潜力。