高功率CO2激光器输出光束模式稳定性的研究

本文描述了横流CO_2激光器输出光束模式稳定性的影响因素,报导了采用8803型复合催化剂前后2kW CO_2激光器输出光束模式图样。     

kW级低阶模CO_2激光在金属切割和焊接上的应用

激光切割、焊接是激光加工的重要应用方面,由于光束质量的限制,我国生产的高功率CO_2激光器多数用在热处理领域。最近,我们在2kW 多模输出的闭环横流 CO_2激光器上,成功地获得了千瓦级低阶模(TEM_(mn),m n≤2)激光输出,并对一些金属材料进行了切割、焊接试验。实验用的千瓦级低阶模激光器结构参见     

凹面衍射光栅CO_2激光器输出光束TEM_(00)模旁瓣的研究

本文报导了凹面衍射光栅CO_2激光器输出光束TEM_(00)模旁瓣的发现。在离输出镜0.1米至22米的距离内,数点处,对凹面衍射光栅CO_2激光器输出光束TEM_(00)模和普     

我国制成新型万瓦CO_2激光器

中国科学院上海光机所制成一种新式万瓦横流CO_2激光器,器件总体尺寸为2×2×2.5m~3。根据由科学院组织的专家鉴定小组对该激光器系统进行的测试结果,该激光器的输出水平是:多模运转时输出功率大于1万瓦,电光转换效率14％;低阶模运转时输出功率6千瓦,电光转换效率8.3％,光束发散角(全角)2.2mrad。     

正支共焦非稳腔输出光束质量的研究

对横流电激励连续CO_2激光器正支共焦非稳腔的环形输出光束,进行了近场和远场光斑图样和强度分布理论计算及实验测量,两者基本一致.     

光纤激光器高阶模式对相干合成特性影响分析

为了分析光纤激光器中高阶模式对相干合成的影响,采用将光纤激光器的基模以及高阶模式近似表示为拉盖尔-高斯光束的线性叠加的方法,利用拉盖尔-高斯光束的传输特性,得到了当光纤激光器的输出光束包含高阶模式时,激光器阵列相干合成的远场光强分布模型。同时以光纤激光器中输出混合模式为LP01和 LP11以及输出混合模式为LP01和LP02两种情况为例,分析了存在高阶模式的远场相干条纹的峰值功率和条纹对比度。结果表明,当光纤激光器中高阶模式为 LP11模时,远场相干条纹的峰值能量随着LP11模的增加线性下降;当光纤激光器中高阶模式为LP02模时,远场相干条纹的条纹对比度随着 LP02模的增加线性下降。     

具有良好光学质量的数千瓦连续横流CO_2激光器

为满足激光工业加工多功能实用化要求,在已鉴定的双通道5000W多模连续横流CO_2激光器基础上,进行了改进光束方向性的工作.光束质量得到较大提高,现已获得数千瓦级连续功率的准单模输出,激光烧蚀有机玻璃花样如照片1所示.照片2为用长焦距(焦距为1100mm)聚焦镜聚焦后烧蚀有机玻璃花样.该激光器准单模输出,功率2000W     

直接输出高阶横模激光器的实验研究

从理论和实验上研究了从激光器直接输出高阶拉盖尔-高斯（LG）光束和高阶厄密-高斯（HG）光束。首先从理论上研究了高阶LG光束和高阶HG光束的光强分布特性,并进行数值仿真。在实验研究中,利用445 nm的蓝光半导体激光器端面泵浦Pr:YLF晶体,在一定的条件下,能从平凹腔直接输出640 nm波长高阶LG光束和高阶HG光束。实验结果表明:从激光腔内输出的高阶LG光束和高阶HG光束与理论仿真基本一致。文中所报道的获得高阶模的实验装置简单,对产生高阶光束及其应用具有较重要价值。     

气体激光器

放电区激活媒质空间分布均匀性、大耦合率非稳腔和激光输出窗口是高功率横流CO_2激光器获得较好光束质量的关键技术。研究表明:放电区激活媒质增益空间分布均匀性主要由辉     

1500W高频激励CO_2激光器的研究

讨论了高频放电激励ＣＯ２激光器的基本机理，报道了最新研制成功的高频激励横流ＣＯ２激光器的基本结构、技术特点和实验结果，该激光器低阶模输出为１．５ｋＷ，光束发散角小于２ｍｒａｄ。     

离轴端面泵浦对DPSSL性能影响的实验研究

以激光二极管端面泵浦Nd:YAG激光器为研究对象,通过实验研究了离轴泵浦条件下,离轴量的大小对激光器性能的影响.实验结果表明,当泵浦光离轴量增大时,斜效率增大,但输出光依次出现从低阶模到高阶模的变化,激光器的振荡阈值升高,光束质量变差;在同一泵浦位置增大LD电流时,输出光从高阶模向低阶模转化,光斑中心向此时的泵浦中心轴靠拢.     

光纤弯曲对掺镱光纤激光器光束质量的影响

通过改变F-P腔全光纤激光器中的光纤盘绕半径,对输出激光光束质量进行了研究.搭建了百瓦级全光纤激光器.最大泵浦功率为436 W的条件下,获得了300 W波长1 080 nm的激光输出.光束质量M2=1.13.光-光转换效率为69%.理论分析并计算了20/400 m大模场面积双包层光纤中的两种导波模式LP01模和LP11模沿光纤径向的功率分布和弯曲损耗;利用光纤弯曲选模方法,实验上探究了光纤弯曲半径对输出激光模式及光束质量的影响.实验发现,通过光纤弯曲方式可以有效地消除高阶模式,再经过包层光剥除可以获得更好的光束质量M2=1.06.     

自主研发的严格单模光纤振荡器实现千瓦量级输出

<正>严格单模光纤振荡器是指光纤振荡器的输出光束只含有基模，而不含其他任何高阶模式。不同于含有少量高阶模式的单模光纤振荡器，严格单模光纤振荡器具有更好的光束质量和光束稳定性，可作为种子光源，有利于后续功率放大过程的模式控制，在光束合成、遥距加工等领域中也有着广泛的应用。不过，尽管现阶段数千瓦量级光纤激光器的光束质量因子(M²)可达到1.1以下，但已有研究表明：该光束质量的输出光场仍可能存在高阶模式，无法确保严格单模输出。     

CO_2激光器自由振荡输出光束的偏振特性

通过对偏振度的测量,综合出几种内腔式CO_2激光器输出光束偏振态的部分特点。本文定性的解释了这些特点以及一些应用中常见的异常现象。提出利用EH_(11)波导模的线偏振特点得到稳定线偏振光输出的几种可能的方法。     

基于波前补偿的高阶高斯光束相干合成

在相同的抽运功率下,激光器工作在高阶模式时比基模高斯工作时有更高的功率输出,将其用于相干合成有望得到更高的功率输出。由于高阶高斯光束内部存在0-π相位差,使得其光束质量较差,相干合成激光亮度也因而受限。提出基于波前补偿的高阶高斯光束相干合成方案,利用光束净化将高阶高斯光束内部0-π相位进行补偿,然后将补偿后的光束用于相干合成。给出了优化式自适应光学光束净化补偿高阶高斯光束内部波前的仿真和实验结果,数值模拟了厄米高斯光束波前补偿前后相干合成的效果。结果表明,波前补偿后相干合成的1倍衍射极限内的桶中功率较波前补偿前相干合成桶中功率提高1个量级甚至2~3个量级。     

半导体侧面抽运板条激光器光束质量优化

为了优化高功率板条激光器的光束质量, 采用提高单侧基模光束的尺寸来限制腔内部分高阶模式振荡的方法, 针对半导体侧面抽运板条激光器, 测量了激光器在抽运状态下水平和竖直方向热焦距, 建立了热透镜等效模型, 并以平-平腔为参考, 设计了水平和竖直方向单侧基模尺寸均会扩大的平-凹腔。验证了对于激光介质截面尺寸固定的板条激光器, 扩大单侧基模尺寸可以限制高阶模式从而优化光束质量, 并提出了进一步优化板条激光器性能的研究方法。结果表明, 当平-凹腔的腔长为370mm时, 输出功率为59.9W, 水平方向M2因子由平-平腔的115.6显著优化至32.9, 竖直方向M2因子由116.4显著优化为60.9。该研究对于板条激光器获得高质量输出及相关应用有实际意义。     

全固态单模Nd:YAG激光器输出特性优化的实验研究

为了实现高功率全固态激光器的高输出光束质量,使用1mm直径Nd:YAG激光棒和单一二极管激光模块侧面抽运的简单激光腔设计来实现功率高于10W、光束质量接近衍射极限的TEM00模输出。通过使用小口径激光棒抑制高阶横模振荡、曲面后反镜和负透镜组合补偿热透镜效应和实验优化后反镜的曲率半径、负透镜的焦距以及激光腔腔长等结构参数使激光器输出功率和光束圆率同时达到最大,实现了平均功率10.8W、脉冲宽度15ns、光斑圆率98.8%±0.8%、M2值为1.1的近衍射极限光束输出。结果表明,通过使用小口径激光棒提高激光器输出光束质量工程上可行。     

横流CO2激光器的折叠式谐振腔研究

在横流ＣＯ２激光器中折叠式谐振腔,不仅能改善光束质量,而且有提高转换效率。文章地折叠式谐振腔的折数确定,转折镜的选择,谐振腔的总体结构进行了分析研究,并设计了一种七折光学折叠腔,在大功率横流激光器上取得了良好的实验效果,获得了千瓦级基模激光输出。     

无He横流连续CO_2激光等离子体化学反应对输出稳定性的影响

本文研究了等离子体化学反应对无He横流连续CO_2激光器输出稳定性的影,测定了各种工作气体及其各种条件下的CO_2分解,对加He和加Ar时输出稳定性不同的原因进行了分析 并对杂质气体的影响进行了研究.     

脉冲予电离横流放电CO2激光器的增益特性

本文介绍了脉冲予电离用于横流放电的原理,分析了横流CO_2激光器的增益分布和在10kW横流CO_2激光器上的实验结果。