受激布里渊散射相位共轭镜在高功率纳秒激光器中的应用进展

受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)是一种光学三阶非线性效应,其反射光具有相位共轭特性,在振幅、相位、偏振方面与入射光呈现时间反演关系,并保持与入射光相同的波前。在主振荡功率放大（Master Oscillator Power-Amplifier, MOPA）结构的纳秒激光器中,激光放大器中的热效应及光路中大量的光学元件使传输光束存在严重的波前畸变,在恶化光束质量的同时也限制了功率进一步提升的可能性。在此类激光器中使用基于受激布里渊散射的相位共轭镜(Stimulated Brillouin Scattering Phase Conjugate Mirror, SBS-PCM),使光束往返通过引入严重波前畸变的激光放大器能够实时补偿畸变,从而优化激光器的输出光束质量,并有利于功率的进一步提升,进而促进纳秒激光器向着兼顾高功率和高光束质量的方向发展,因此在高功率纳秒激光器中得到广泛应用。文中首先从理论方面简要介绍了SBS-PCM的基本原理及其相位共轭特性,其次对比了不同SBS-PCM介质的特点及适用范围,概述了国内外机构对SBS-PCM的研究进展及高功率纳秒激光器中SBS-PCM的典型应用情况及发展历程,并最终对SBS-PCM发展趋势进行了展望。     

高功率激光器上的SBS脉冲压缩

:对高功率激光器上SBS脉冲压缩技术的研究工作进行了详细的回顾 ,比较了几种常用的SBS脉冲压缩系统 ,总结了常用于脉冲压缩的几种物质的布里渊参数 ,并分析了SBS脉冲压缩技术的可能的发展趋势。     

带SBS相位共轭镜的高重复频率高功率激光系统研究进展

受激布里渊散射(SBS)是一种三阶非线性光学效应,SBS相位共轭镜(PCM)是基于SBS的自抽运PCM,能实时补偿放大器和放大光路中的波前畸变,改善激光器的输出光束质量,其应用越来越广泛。简要介绍了SBS-PCM激光系统的基本原理和典型装置,并概述了国内外液体和固体SBS相位共轭技术在高重复频率高功率激光系统中的研究进展,提出带SBS-PCM的高重复频率高功率激光系统有待解决的问题。     

高功率自由空间拉曼放大技术研究进展(特邀)

高功率特殊波段激光在钠信标、激光测距、激光雷达、自由空间通信等领域具有重要的应用价值。目前,基于受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)的拉曼激光器及放大器已经被证实为拓展激光波段和功率的有效途径。不同于基于粒子数反转激光器在产生和放大过程中需匹配激光增益介质固有的吸收和发射谱,SRS过程理论上能够在其拉曼增益介质透过光谱的全范围内工作,故只需要相互作用光束的频率差满足拉曼增益介质的固有频移,便可实现光束之间的能量直接转移。因此,拉曼放大技术能够利用常规波段的泵浦光对特殊波段的种子光进行放大,从而实现高功率、大能量、高光束质量的特殊波段激光输出。该方法具备波长选择灵活、结构简单、功率拓展性强等优点,近年来已经在钠信标光源等领域得到了应用。文中综述了高功率自由空间拉曼放大技术的主要原理、特性和研究进展,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。     

SBS激光器实验研究

YAG棒激光器的热效应可引起波前畸变，利用受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜(PCM)能补偿这些畸变。实验研究SBS对激光棒热效应的影响。通过SBS振荡腔的新颖设计，在抽运能量为17J，重复频率为5Hz时，得到稳定输出的能量为19mJ、脉宽为10．7ns的高质量激光脉冲。     

SBS系统中获得高保真脉冲波形

受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜(PCM)技术可以改善高功率激光器光束质量，并降低对光学材料和元件加工精度的要求，因而在ICF激光驱动器的研究中受到关注．为了适于ICF激光系统的应用，SBS脉冲必须与入射抽运光脉冲有高的波形保真度．但是，普通SBS系统中由于阈值效应只能得到陡前沿的压缩Stokes脉冲．     

受激布里渊散射相位共轭组束的研究现状和发展前景

介绍了两种受激布里渊散射相位共轭组束的方法及研究现状,并指出其未来发展前景.     

利用SBS相位共轭技术改善固体激光和准分子激光光束质量研究的进展

介绍利用受激布里渊散射 (SBS)相位共轭技术改善固体激光和准分子激光光束质量研究的进展 ,特别介绍近几年来在 SBS介质、压缩脉宽和高能量高功率激光系统研究方面取得的一些新成果 ,并指出其未来发展方向。     

SBS相位共轭技术在激光大气传输中的应用

评述了受激布里渊散射相位共轭技术在激光大气传输中的应用,重点分析了在激光大气传输过程中利用受激布里渊散射阈值效应可以在目标上主动获得小面积信标光斑的方法及利用SBS相位共轭实现激光大气传输的闭环过程,指出其发展前景。     

IPG高功率光纤激光器在岩石及泥土材料处理中的应用

高功率光纤激光器(千瓦以上)在最近一两年内得到了迅速发展.随着该类激光器价格的不断下降和功率的不断提高(现已经达到50 kW,预计最近几年之内有望达到500kW),其应用领域正在不断扩大,已从室内装修、天然气井钻探、深海新能源的获取扩展到核电站日常维护等诸多领域.     

介质膜技术在半导体激光器中的应用(一)——改变阈值电流,提高外量子效率与最大输出功率

本文从理论上分析了介质膜对半导体激光器外特性如阈值电流、外量子效率和最大输出功率等的影响。实验研究结果也表明腔镜镀膜技术能有效地改善半导体激光器的输出特性,且工艺简便,较之设计研制新结构容易实现。     

高功率板条激光器的研究进展

板条激光器,特别是LD抽运的板条激光器,作为高功率同体激光器的一个重要发展方向,在军用和工业应用等领域有着较好的应用前景。综述了板条激光器的抽运、冷却方式以及谐振腔设计方面的进展,并对其应用前景进行展望。     

印度先进工艺技术中心研制的大功率CO2激光器及其在材料加工中的应用

印度先进工艺技术中心已经成功研制出输出功率高达15 kW的横流(TF)连续波(CW)CO2激光器;500 Hz高脉冲重复频率横向激励大气压(TEA)CO2激光器;平均输出功率为500 W的射频激励快轴流CO2激光器.目前,这些激光器已应用于各种材料加工中.研究人员在实验中发现,横流CO2激光器的电极间隙产生的放电电压变化很小.该中心利用最佳调制激光束在钛金属板上进行激光打孔、切割,并对316L不锈钢焊缝金属进行再凝固,在提高抗晶间腐蚀性能等方面取得了突破性进展.该中心还对激光弯曲304不锈钢板进行了微观结构和金相分析,找到了最佳处理区域.利用激光在316L不锈钢和铝合金基质材料表面熔覆Mo,WC和Cr2C3粉末,提高了这些材料的耐磨性.该中心还研制出一种激光快速加工设备,利用铬化硼系化合物(Colmonoy-6)、316L不锈钢和铬镍铁合金粉末制造出最小表面粗糙度达到5～7 μmRa,叠层间的最小表面波纹度达45 μm的各种不同几何形状的零件.此外,用激光还可切割厚混凝土块,然后采用机械打磨工艺,激光束以最佳角度入射,在混凝土的表面垂直钻孔,使熔化的材料在重力的作用下流出孔外.用激光方法在混凝土上钻孔提高了钻孔效率.     

集成微腔光频梳在精密测量中的应用（特邀）

精密测量是现代物理学的基石,而激光光源的发展直接推动了测量科学与技术的进步。21世纪初,光学频率梳的发明促使人们成功实现最精准的时间/频率标准装置——光学原子钟,推动了绝对光学频率测量、基本物理常数测量、精密距离测量以及分子光谱测量等精密测量技术的发展。然而早期的光梳光源系统复杂、价格昂贵,一般工作于大型实验室里,限制了其应用场景的拓展。近年来,出现了一种新型集成微腔光频梳,其具有体积小、功耗低、可批量制备等优势,吸引了科学界和产业界的广泛关注。不同于传统光梳,这种集成微腔光梳不需要依赖增益介质或可饱和吸收体实现锁模,而是通过高品质因子微腔增强的非线性作用来实现光梳的激发与锁模。这种全新的光梳激发与锁模机制降低了精密光源的体积和成本,在平民化精密测量应用中具有优势。文中介绍了集成微腔光梳在精密测量领域中取得的进展,主要围绕微型化光学原子钟、超快精密距离测量、精密光谱测量三个方向。最后对集成微腔光梳在未来精密测量应用中的机遇与挑战进行了总结与展望。     

Applications of Semiconductor Lasers

1 Introduction The world first diode laser was developed in 1962, only two years later than the demonstration of the first world ruby laser. The diode laser had moved from the pure re- search laboratory to the consumer market not until the 1980s, mainly driven by the demand from optical infor- mation storage and optical communication. Most diode lasers are made of semiconductor materi- als from groups III (Ga, As, In) and V (N, P, As) of the Periodic Table[1]. They are also diode lasers b…     

高功率中红外半导体碟形激光器的进展

短波长高性能激光器用途广泛,包括中红外光谱范围在1.9～2.5μm的远距离通信、大气遥感、大气污染检测。然而,满足该性能特点的简洁高效的激光光源尚未利用。在过去几年,主要的进展集中在发展光泵浦（AlGaIn）（AsSb）量子阱半导体碟形激光器上,发射波长为2.xμm的中红外谱区,连续输出功率超过6W,脉冲功率超过16W。此外,单频工作线宽〈4MHz,调谐宽度高达170nm,光束质量接近衍射极限。这些优异的性能只有通过高质量的外延生长、合理的器件设计、高效的热处理才能得以实现。     

激光的未来应用

激光问世40多年来走过了漫长的发展道路,其未来向何处发展始终是人们关注的问题.有充分的事例证明,激光是为寻求解决20世纪60年代的问题而发明的.现在,激光的应用无处不在,其应用实例不胜枚举.据SPIE公司执行经理EugeneArthurs介绍,他的家庭并非是使用激光装置的典型代表,但在他的家中就有10多种利用激光的装置,如组合CD,DVD唱机、计算机CD、DVD读/写驱动器.当然,若没有先进的激光光刻技术制造高密度硅集成电路,这些新激光装置就达不到实用化.目前,激光已在许多加工制造业中确立了地位,如利用激光进行刻划、切割和焊接以及高精度二维和三维计量.许多低功率精密激光装置已用于切割纤维织物、在大块玻璃中加工各种图案和刻制各种奖品等,真正体现了激光加工已从神奇的技术变为普通的加工工具.在医疗应用方面,激光在皮肤病治疗、牙科手术和眼科诊疗等方面得到重要应用.虽然目前还不能肯定激光梳子对头发的刺激作用是否有效,但激光剃须刀在美国纽约很畅销,每支售价现为150美元.     

实现高功率CO2激光输出的各种预电离技术

介绍实现CO2激光输出的各种预电离手段，着重介绍PIE CO2激光器。在PIE CW CO2激光器基础上，采用burst-mode技术，实现高峰 平均功率的连续和脉冲CO2激光输出。这种器件电极结构简单、经济实惠、调节方便。