电光调Q中偏振镜漏光问题研究

利用KD·P晶体的普克尔效应和镀偏振介质膜的偏振片形成一套电光调Q器件来实现电光调Q的方法,实现了前级电光调Q、后级激光放大的脉冲YAG激光器,最大输出频率20Hz.本文主要是对于激光器偏振片侧面反射出较强激光的特殊现象做了深入的研究,并由此分析并得出了和理论上的电光调Q原理有很大区别的绝大部分电光调Q激光器的实际应用中电光调Q的机理.分别对电光调Q晶体不加高压、加高压不加触发、加高压加触发三种情况做了定性和定量的分析.通过和三极管在有偏置电流情况下对小信号的放大作用作类比--不加高压时系统特性就可类比于三极管本身固有的物理特性、加高压不加触发可类比于三极管加上偏置电流时的情况、最后加高压加触发就则可类比于三极管在有偏置电流情况下对于小信号的放大效应.解释了这种极其类似于三极管放大效应的激光现象.分析了由于器件的不理想而导致的异常现象.并由这种现象揭示了在电光调Q激光器生产中所遇到的常见问题产生的原因,及如何利用这种现象来指导激光器的生产.(OE4)     

角锥棱镜腔Nd∶YAG固体激光器的电光调Q

通过在腔内插入偏振分光镜,克服了角锥棱镜腔激光器不能进行电光调Q的弊端,实现了角锥棱镜腔Nd∶ YAG激光器的电光调Q脉冲输出.根据改进的速率方程对电光调Q特性进行分析,数值模拟表明,腔内阈值反转粒子数、脉冲峰值功率、脉宽和脉冲能量随角锥棱镜的转动呈周期性变化.实验获得电光调Q脉冲,最高能量高达190mJ.转动角锥棱镜获得不同脉宽和能量的调Q脉冲,脉宽变化为5.45ns,能量变化为15mJ,与理论分析相一致.     

角锥棱镜腔Nd：YAG固体激光器的电光调Q

通过在腔内插入偏振分光镜,克服了角锥棱镜腔激光器不能进行电光调Q的弊端,实现了角锥棱镜腔Nd：YAG激光器的电光调Q脉冲输出。根据改进的速率方程对电光调Q特性进行分析,数值模拟表明,腔内阈值反转粒子数、脉冲峰值功率、脉宽和脉冲能量随角锥棱镜的转动呈周期性变化。实验获得电光调Q脉冲,最高能量高达190mJ。转动角锥棱镜获得不同脉宽和能量的调Q脉冲,脉宽变化为5．45ns,能量变化为15mJ,与理论分析相一致。     

输出5 W的电光调Q Nd:YAG陶瓷激光器

研究了激光二极管(LD)侧向抽运的Nd:YAG陶瓷电光调Q激光器的激光输出特性.该激光器采用九组激光二极管线阵列(LDA)侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,并用微通道热汇冷却技术冷却.在电光调Q方式下,重复频率为100 Hz,抽运单脉冲能量为416 mJ时,用尺寸为φ5 mm×75 mm,掺杂原子数分数为1%的Nd:YAG陶瓷棒,获得50 mJ的1064 nm激光输出,脉冲宽度为12 ns,斜率效率达24%.并实验测量和分析了偏振片,KD*P晶体,四分之一波片等调Q器件的插入损耗.测量了输出激光时间波形和光斑的光强空间分布.     

电光调Q Nd:YAG固体激光器脉冲展宽研究

从理论上分析了影响调Q激光器脉冲宽度的因素,利用速率方程建立了电光调Q脉冲展宽输出过程中反转粒子数密度、光子数密度、腔损耗之间的变化关系式,并进行了数值模拟,绘出了输出平滑脉冲时的腔损耗变化曲线,在实验中我们设计了合适的谐振腔结构,并通过使用两个闸流管作为高压开关控制KD*P上的电压变化波形,从而控制腔损耗使其满足脉冲展宽的条件,在实验上最终获得了420ns调Q激光脉冲。     

热退偏损耗完全补偿的千赫兹电光调Q Nd:YAG激光器

为了同时补偿固体增益介质的热致双折射及热透镜效应,进一步提高重复频率1 kHz激光二极管(LD)侧向抽运高平均功率电光调QNd∶YAG激光器的输出功率,设计了一种完全消除热退偏损耗的双调Q开关谐振腔结构,此结构在传统调Q谐振腔的基础上沿着偏振片的退偏方向增加了一个调Q谐振支路,并使得激光从增益介质方向输出.实验结果表明,此激光器的单脉冲能量比单Q开关结构的非补偿腔输出能量高出74.7%.当侧面抽运的激光二极管输出脉冲能量达到307 mJ时,激光输出能量达到26.2 mJ,光-光转换效率为8.5%,光束发散角为1 mrad.     

1319nm Nd:YAG脉冲电光调Q激光器的研究

为了研究脉冲输出波长为1319nm的Nd:YAG激光器,通过分析Nd:YAG激光介质的辐射跃迁能级,采用镀制高选择性介质膜的方法抑制1064nm等其它波长的起振,最终实现1319nm激光单脉冲输出。实验中采用闪光灯抽运、水冷Nd:YAG激光器,KD*P调Q,平平腔结构,获得1319nm激光静态输出能量340.9mJ,动态输出76.8mJ,重频1Hz,脉宽17ns,束散角2.7mrad。结果表明,通过镀制高选择性介质膜的方法可以实现1319nm激光调Q脉冲输出。     

LD侧面泵浦Nd:GdVO4电光调Q激光器研究

通过理论分析和实验研究,从泵浦效率、调Q性能、温度特性等几个方面比较了脉冲二极管泵浦NdGdVO4激光器和NdYAG激光器的差异;对NdGdVO4激光器采用侧面泵浦的方式,电光调Q得到了输出能量27.5mJ,脉冲宽度为6.4ns,泵浦效率远高于NdYAG激光器.     

基于Nd∶YAP偏振特性的电光调Q激光器

用具有偏振特性b轴切割的Nd∶YAP激光晶体,在脉冲激光二极管阵列侧面抽运的同时,作为电光调Q的起偏器件,代替同样功能的格兰-福科棱镜。以LiNbO3晶体作为电光晶体,平-平直腔进行实验,在延迟时间150μs时,在抽运到阈值增益的4倍时,获得了1.02 mJ,70 ns的1341 nm激光脉冲。实验表明,用Nd∶YAP晶体代替格兰-福科棱镜作为电光调Q的起偏检偏器件,可以获得较佳的调Q效果,与理论计算相比,能量降低18%,脉宽增加44 ns,吻合较好;插入格兰-福科棱镜,能量下降25%,脉宽增加28%。该方法可减小腔内损耗,缩短脉宽,为设计制备大功率新型脉冲激光器提供了依据。     

高能电光调Q Cr,Tm,Ho∶YAG激光器

研究了室温运转灯泵电光调Q Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的激光输出特性。选用高损伤阈值的掺镁LN晶体作为调Q晶体,并采用λ/4波片和平面镜组合的方式对热退偏效应进行补偿,从而实现了室温下电光调Q Cr,Tm,Ho∶YAG激光器大能量输出。在冷却水温为22℃,重复频率为1 Hz,泵浦能量为200 J的条件下,得到了单脉冲能量443 mJ,脉宽90 ns的调Q输出。理论分析了λ/4波片对热退偏效应的补偿效果,实验测量和分析了偏振片、LN晶体等调Q器件的插入损耗,并分析了激光器输出能量对重复频率的依赖现象。     

Analysis of New Q—switched Erbium Doped Fiber Laser Based on Fiber Grating Loop Mirror

An all-fiber wavelength selective Q-switching modulator based on fiber grating loop mirror is proposed.A newly configured Q-switched erbium doped fiber laser using this all-fiber modulator is numerically analyzed taking into account the effects of the spontaneous emission     

基于时间差法主动调焦式激光测头的研究

在研究动态主动调焦法测量原理的基础上,提出一种新型的动态主动调焦式激光测头的检测方法。该检测方法的核心原理是将位移量的测量转换成了时间差的测量,从而简化了激光测头的结构,提高了激光测头的测量精度和稳定性。介绍了所设计的高精度激光测头测量系统,并对激光测头进行了动态特性的实验。结果表明激光测头的测量分辨力为0 .075μm,测量线性度为0. 45μm,测量范围为±0 .1 mm。     

电光Q开关红宝石激光脉冲展宽的研究

从理论分析了电光Q开关红宝石激光的反转粒子数密度、腔损耗（含激光输出）与光子密度之间瞬态变化关系,导出了脉冲展宽条件。设计出与理论计算结果符合的电光调Q开关驱动电路,该电路在1μs内用3个信号的结合来驱动电子管FM-30工作。大量的实验表明,其结果与理论分析有较好的一致性。该系统得到了700ns的激光展宽脉冲。     

声光调Q DPL衍射效率延迟速率对脉冲特性的影响

对于大增益声光调Q的二极管端面泵浦固体激光器,衍射效率延迟速率对输出脉冲特性的影响不再像小增益系统那样可以忽略不计。主要讨论了衍射效率延迟速率对输出脉冲的建立时间以及脉冲形状的影响。首先根据实验测得的衍射效率延迟速率情况对输出脉冲的特性进行了模拟,然后模拟了常数衍射效率延迟速率变化对输出脉冲的特性的影响。实验结果表明,在一定范围内增大衍射延迟速率可以缩短脉冲建立时间,缩短脉冲宽度,增加峰值功率。因此,可以根据实际应用的需要选取符合要求的衍射延迟速率。     

对红外系统后向反射光的研究

讨论了某种红外系统对入射激光的后向反射光特性,从反射形成机理、反射光信号特征以及后向反射光的方向性等多个方面讨论了后向反射光的实际应用性。设计了红外系统对入射激光后向反射光的形成实验,对理论分析进行实验验证。     

基于IP的城域网流媒体服务系统设计

介绍了基于IP的城域网（MAN）流媒体服务系统的体系结构，指出未来的IP流媒体服务系统必然是集中和分布式相结合的服务平台；着重阐述了所涉及的几项关键技术及其可能的解决方案。     

用于HF激光器的气体火花开关特性研究

气体火花开关是放电激励脉冲HF激光器的关键部件之一,其性能直接影响激光器的正常运转。本文介绍了气体火花开关的设计,并对其静态自击穿特性和动态触发特性进行了实验研究。实验结果表明:在开关工作气压为0.1~0.4 MPa情况下,静态自击穿电压约10~30 kV,且稳定性较好;在触发电压前沿约20 ns,幅值约45 kV的情况下,欠压比大于80%时,开关时延小于120 ns,开关抖动小于6 ns;开关具有较大的工作范围,约为55%~60%。开关用于放电激励脉冲HF激光器,实现了激光器稳定运行。     

激光标刻误差的实验研究

在开发激光打标软件的过程中,针对出现字符笔画残缺、变形、拐角深度标刻等现象,提出了多种延时措施以及改进插补算法等的解决办法.     

基于嵌入式的网络激光标刻控制系统研究

根据传统激光标刻控制系统中现有标刻数据传输与处理模式存在硬件构成冗余复杂等缺点的问题,提出一种基于集成多模块嵌入式系统的解决方案,通过数据传输方式的改变,实现整个激光标刻生产控制模式的改变,从而使激光标刻脱离工控机及标刻控制软件,且可实现网络在线、离线标刻等功能。该方案以MCU与RTL8019AS芯片构建的嵌入式以太网实现数据的接收与发送,通过MCU I/O口的分时复用扩展SRAM并实现对激光发生器和振镜扫描头的并行控制。方案中,待标刻数据通过TCP以太网网络传输,该系统将接收后的字符数据进行算法转换,形成激光点阵控制数据,最终实现点阵扫描式激光标刻。综合实验表明系统整体具有良好的鲁棒性和高效的标刻速度。     

脉冲激光的非相干合成技术研究

为了实现高功率、高光束质量的激光输出,采用脉冲激光同步延时控制技术,将多束脉冲激光按时序合成一束脉冲激光,可用于产生大功率激光源。利用所设计的激光脉冲同步延时控制器,控制各个激光脉冲的时序,使按时序输出的多路激光脉冲依次通过光束合成装置,在空间合成为一束。在实验中将3束脉冲激光束合成,合成效率达到95.8%。结果表明,合束后的脉冲激光功率基本等于各束光相加的总和,同时保持了较好的光束质量。