板状结构激光器(摘译)

在二十世纪七十年代,通用电气公司的科学家们用玻璃和晶体作激光介质积极地进行了板状结构基本原理的研究。     

板状非线性介质表面耦合波的反射和透射

本文详细分析了平面波激励非线性介质后介质的非线性极化、麦克斯专方程及其解、广义的反射和透射定律；导出了板状非线性介质表面任意阶耦合波的反射场和透射场；对介质满足相位匹配和泵浦波正入射下的场进行了深入的讨论；给了非线性介质表面的布儒斯特角。     

固体激光器板状介质的三维温度分布

本文讨论有限长度三维板状介质的热分布,给出了在不同的泵浦及冷却条件下的温度分布表达式,数值计算求解,得到定量说明。     

混浊介质对超短脉冲光学性质的影响

以漫射近似理论为基础，考虑在超短脉冲垂直入射半无限均匀介质和有限板状介质两种情况下，介质的厚度d，吸收系统，散射系数μs及各向异性因子g对漫反射强度及脉冲形状的定量影响。     

FDTD应用于各向异性介质及半空间散射问题

介绍FDTD方法应用于各向异性介质散射分析及其并行计算.基于并矢表面阻抗给出金属表面各向异性介质涂层的等效介质参数公式.讨论铁氧体基片偏置磁场对微带天线辐射方向图的影响,模拟研究了板状各向异性材料介质参数的反演途径.将半空间FDTD应用于金属平板上孔缝散射计算和光学材料表面微缺陷散射近场和散射振幅分析,以及介质光栅Floquet模和传输功率的计算.     

半导体侧面泵浦固体激光器均匀性的计算和分析

建立了半导体侧面泵浦固体激光介质内泵浦光能吸收分布情况的数值模型。模拟计算了不同泵浦参数下棒状介质和板条介质内泵浦光能的吸收分布,计算结果和有关实验结果符合得很好。得出了半导体侧面泵浦机构中介质尺寸、介质吸收系数和半导体激光器发光面到介质泵浦面距离这三个参数对泵浦均匀性的影响,比较了棒状介质和板条介质在半导体侧面泵浦应用中的优劣。     

激光放大介质温度场和热应力场的数值模拟

提出了一种可用于预测高功率脉冲泵浦下Nd:YAG板状激光放大介质热响应的非均匀内热源模型,利用有限元方法,并考虑材料导热系数和热膨胀系数的温度相关性,对不同冷却条件下的激光放大介质的温度分布和热应力分布进行了数值模拟和比较,在此基础上,提出了一种能对激光放大介质实施有效冷却的技术方案。     

高热负荷激光介质热应力场的分析与优化研究

研究了高热负荷板状激光介质在抽运面采用常规冷却技术时,换热面积较小的上下侧面的换热强度对激光介质最高温度及最大应力的影响情况,并对热应力场进行了优化研究。结果表明,任意抽运功率下,介质的最高温度及最大应力均随侧面换热系数的变化而变化,并存在最优换热系数。与侧面采用常规冷却手段时相比,采用最优换热系数时介质的最大应力降幅高达36%。另外,对介质上下侧面进行温度控制,也可达到与控制换热系数相同的效果。     

圆柱透镜对半导体激光光束准直性能的改进

根据光线传输的基本原理，通过计算和推导，用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过圆柱透镜后的准直特性、光强分布和光能转换效率与圆柱透镜的半径、介质折射率、介质损耗、安装距离等可调参数以及界面反射的关系。说明了安装位置直接影响到准直效果；透镜半径、折射率和介质损耗不仅影响到准直后光斑的大小、光强分布和光能转换效率，而且影响到偏振状态的重新分布，因此，要获得最佳准直效果必须略微离焦安装；还需根据具体使用要求综合考虑各参数对光斑大小、光强分布和光能转换效率的影响，以采用适当的参数，并考虑是否进行增透处理。为正确认识和使用微圆柱透镜改善半导体激光快轴方向光束的发散，提高光束质量提供了理论依据。     

不同形状介质腔与塑料光纤双锥的活动耦合特性

研究了利用球形体、圆柱体、长方体(统称介质腔)实现光能在两根塑料光纤双锥之间的耦合。测量了光纤双锥的发射效率和介质腔耦合效率与其接收表面积、锥腔间距之间的关系。该器件能进一步发展为一种新型的光分插复用器。     

Calculation of thermal-gradient-induced stress birefringence in slab Lasers-II

In an earlier article, we clarified conceptual and numerical difficulties in applying previously published methods for calculating thermal-gradient-induced stress birefringence to crystalline laser media. In this paper, we present calculations of the stress-induced birefringence and depolarization loss in Yb:YAG slab lasers for both straight-through and zigzag propagation. The alignment of the crystal's axes with respect to the slab dimensions is shown to significantly determine the depolarization loss. In a realistic slab laser, the depolarization loss and its dependence on axis orientation is shown to vary from place to place within the gain medium due to changes in the local thermal gradient.     

高频电光调Q板条激光器的第一脉冲控制

Q开关激光器在高重复频率运行时,存在"第一脉冲现象",这不仅在激光的很多工业应用中颇为不利,也会造成不必要的能量损失,基于激光速率方程,以电光Q开关部分端面泵浦的板条激光器为例,建立了理论模型对电光Q开关激光器的脉冲输出及粒子数积累过程进行模拟.分析了"第一脉冲问题"的产生机理,并提供了一种通过调制普克尔斯盒上电压脉冲的方法对第一脉冲能量加以控制的方案,并给出了通过这一方法控制第一脉冲问题的理论和实验结果.     

Efficient laser diode side pumped neodymium glass slab laser

The authors report efficient pulse operation of an Nd:glass slab laser-side-pumped by laser diode arrays. 7.5 mJ output and a slope efficiency of 29% were obtained with 35 nJ pump energy at 0.8 μm in 200 μs pulses. The wide absorption band at 0.8 and low laser loss in this phosphate glass allow for efficient pump light absorption and straightforward scalability to high power. The authors demonstrate 22% optical efficiency in a long pulse, multimode diode pumped laser oscillator based on a phosphate laser glass, LHG-8, highly doped with Nd ₂O₃. The strong and wide absorption bands in such phosphate glasses allow efficient pumping while somewhat relaxing the expensive wavelength selection requirements for laser arrays compared with crystal line host materials. With such materials, smaller slab thickness or rod diameters that are feasible with Nd:YAG can be used in the side-pumping geometry     

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。     

板条状高平均功率Nd：YAG激光器研究

本文对板条状固体激光器进行了分析。讲述了板条状激光器原理及特性。给了理想情况下的板条介质温度和应力分布。在实验上,对板条状激光器的设计和工艺进出行了研究。在国内首先实现输出平均功率大于350W的高平均功率的长时间运转。     

板条激光器光束质量评价及提高光束质量的方法

针对板条激光器输出光束形态为条形的特点,分析了各种光束质量评价方法对板条激光器输出光束质量评价的适用性,并选出了一种最适合板条激光光束质量的评价方法。高功率板条激光器要输出高光束质量的光束,可以在板条激光器的设计阶段采用相关技术来提高输出光束质量,对输出后有像差的光束可经整形后,采用自适应光学技术来提高光束质量。     

高能激光器中晶体薄膜的研究与特性分析

介绍了用于大功率YAG激光器以及中红外激光器中晶体光学薄膜的用途、特性和制备方法。利用计算机膜系优化软件对膜系进行设计后,得到了损耗小、利于制备、重复性好的膜系结构。为了详细说明,以YAG板条晶体和ZnGeP2晶体为例,讨论了晶体不同工作表面薄膜在研究与镀制过程中的潮解、吸收以及污染等主要技术问题。通过特性测试和激光损伤试验对比,验证了以APS离子源辅助沉积的膜层损伤阈值增加,附着力增强,机械强度和环境稳定性得到了明显改善。目前相关的晶体薄膜应用在两种高能激光器中分别达到了16 kW/cm2和5 kHz下     

端面泵浦Yb∶YAG表层掺杂陶瓷板条激光器

报道了一种激光二极管端面抽运的Yb∶YAG表层掺杂陶瓷板条激光器,研究了其激光输出特性。建立了Yb∶YAG陶瓷表层掺杂板条激光输出模型,理论分析了Yb∶YAG陶瓷板条的输出能力。在谐振腔实验中,采用2 Hz低重频、抽运脉宽为1 ms的激光进行双端端面抽运。单脉冲总能量达到10 J时,获得了3.035 J的单脉冲激光输出,其光光转换效率为30.4%,最大斜率效率为42.0%。     

二极管泵浦准三能级固体激光器的新进展

对比了掺Nd3 、Yb3 、Ho3 、Tm3 等稀土离子的准三能级固体激光的特性,分析了它们在圆棒、板条、薄片、光纤等构型的固体激光器中的工作性能.着重总结了高平均功率掺Yb3 固体激光器的最新进展,最后简要介绍了本研究小组在高功率Yb:YAG/YAG复合板条激光器和光纤激光器两方面的最新研究结果.     

高功率激光通过多级和多程脉冲放大器的传输特性

采用脉冲序列模型和薄片模型,对任意空间和时间分布波形的激光通过任意增益分布多级和多程脉冲放大系统的传输特性作了详细研究。