高功率热稳定及不对准低敏感TEM00模谐振腔设计

针对全固态激光器高功率运转时存在的热效应问题,本文从热稳定腔理论出发,给出了凸凹热稳定及失谐不敏感腔的设计方法和步骤,并以Nd：YAG激光器为例,用曲线图解法求出最佳腔参数。这种凸凹腔型具有基模体积大,热稳定性好,不对准灵敏度低的优点。     

激光二极管端面抽运的高效高功率Nd∶YVO_4激光器

我们最近研制成功了激光二极管端面抽运的高效高功率Ｎｄ∶ＹＶＯ4 激光器 ,该器件综合了抽运光耦合系统与谐振腔参数 ,采用基模热稳腔设计 ,很好地解决了抽运光与振荡光之间模匹配和激光介质的热效应等问题。激光器抽运源采用Ｃｏｈｅｒｅｎｔ公司产ＦＡＰ Ｓｙｓｔｅｍ型 30     

含有两个类透镜元件的内腔倍频YAG激光器热稳腔的分折

本文从理论上分折了这种类型激光腔的动态特性,讨论了内腔介质模体积的匹配问题.据上述分析我们设计了高亮度热稳腔、实验结果有近似20W的绿光输出.研究表明欲求高转换效率必使热稳定性变差,为使激光器有稳定的输出、必需注意选择合适的     

热效应对克尔自锁模激光腔的影响

本文用了一种简单的模型讨论了既作为增益介质又作为克尔介质的激光棒的热效应，用非线性克尔介质的严格ABCD矩阵来讨论非线性克尔效应和热效应对锁模及输出稳定性的影响，讨论了有热效应存在时光斑尺寸随功率的变化情况，热效应对相对敏感度J参数的影响，非线性克尔效应及热效应在锁模过程中各自起的作用，当激光器输出稳定的自锁模脉冲时，腔参数选取的依据．由于此ABCD矩阵不仅可用于高斯光束，也可用于任意轴对称光束，且可用于大的泵浦功率，因此此方法具有更广泛的应用价值．但由于计算问题，我们采用了泰勒级数展开，因此本文讨…     

凹凸型共振腔的实验研究

固体连续激光器最常采用凹平型共振腔,其优点是效率高,调整方便.若要系统提高TEM_(00)模振荡,可拉长共振腔长,扩大激光晶体中基模体积,依靠激光束的自孔径化来实现.但这时的系统处于近半同心的临界状态,共振腔长,稳定性差.在某些应用中,除需要大模体积提高基模成分外,还希望在共振腔内有聚焦的光束,以提     

0.53 μm全固态激光器热效应及其补偿技术研究

基于0.53 m、1.06 m激光双波长复合输出技术在军事上的应用前景,针对光电对抗双波长复合输出激光器的热效应,利用泊松热传导理论,考虑晶体与外界的热交换,建立了更精确的边界条件,仿真分析了三向泵浦、内腔倍频情况下激光晶体热透镜效应和倍频晶体热致相位失配的形成过程,分析讨论了平凸腔补偿热透镜效应的有效性和一般规律。通过实验探究了热效应对双波长复合激光光束质量的影响,验证了平凸腔对热效应的补偿效果,发现平凸腔能增大基模模体积,抑制高阶模增益,改善复合激光光束质量,热效应补偿效果会随着补偿平凸镜曲率半径的减小而增强。     

“波导/自由空间”组合腔激光器的研究

研究了利用腔内空心波导管选横模的新方法的“波导/自由空间”组合腔激光器构型。实现组合腔“多横模振荡单横模高功率密度输出”的核心在于组合腔的自由空间增益区中足够大的多模振荡模体积和中空波导管所限定的最低阶波导模输出。理论上分析了组合腔的可行性和应用前景,并由实验结果所证实。     

扭转模腔技术实现Nd:GdVO4被动调Q激光器的锁模尖峰抑制

应用扭转模腔技术在被动调Q的NdGdVO4激光器中实现了单纵模激光输出,由于抑制了腔内的多纵模振荡,被动调Q激光脉冲呈现出平滑的Q脉冲曲线.NdGdVO4晶体由于其优良的导热性能而被选为激光增益介质,有效降低了热致双折射效应对扭转模腔的影响.     

扭转模腔技术实现Nd:GdVO4被动调Q激光器的锁模尖峰抑制

应用扭转模腔技术在被动调Q的Nd：GdVO4激光器中实现了单纵模激光输出,由于抑制了腔内的多纵模振荡,被动调Q激光脉冲呈现出平滑的Q脉冲曲线。Nd：GdVO4晶体由于其优良的导热性能而被选为激光增益介质,有效降低了热致双折射效应对扭转模腔的影响。     

用条纹相机研究被动锁模染料激光器的锁模动力学

从理论上讨论了被动锁模染料激光器的锁模动力学特性,并在研制的ps染料激光器上获得了与理论基本一致的实验结果。讨论了被动锁模染料激光器稳定运转条件,用条纹相机测得了腔内各次光脉冲振荡强度随时间变化的波形。在形成振荡后的初期,通过增益介质及饱     

含有两个类透镜介质的高亮度热稳腔

本文分析了含有两个类透镜介质激光腔的动态特性，讨论了内腔介质模体积的匹配，给出高亮度热稳腔的设计，得到与理论分析相一致的实验结果。     

固体激光腔的输出特性

本文从理论上分析了激光谐振腔的动态特性,讨论了振荡模体积的稳定条件与稳定腔参数的合理选择,并和实验结果作了比较。     

三棒Nd:YAG激光谐振腔的分析

从稳定性条件出发,通过对基模高斯光束模体积的计算,对比分析了谐振腔内对称间距设置方式与等间距设置方式中三棒Ｎｄ：ＹＡＧ增益介质模体积的大小,得出激光谱振腔中三棒使用等间距设计能获得更大的输出功率的结论。     

时控选模

本文从分析选模机理出发,提出扩大各模振荡形成时的差异,采用“时间控制”的方法来达到选模的目的,既所谓“时控选模”。 传统选模技术中,设计合适的腔型,或者腔内介入小孔,都是为了扩大基模和高阶模之间卫射损耗的差异,以使基模满足振荡阈值条件,而使高阶模达不到振荡条件。这一条件是比较苛刻的,需要模式之间衍射损耗的差异足够大,而且要在基模阈值附近运转。然而在选模过程中,要求高阶模不起振荡并非是必要的。如果高阶模能够振荡,但不与基模振荡同时形成,而是在基模振荡形成或后一段时间才产生,就有可能用“时间控制”的方法抑制后形成的高阶横振荡,从而达到模式控制的目的。     

CCD测量LD端面抽运Nd∶GdVO_4固体激光器热焦距

为研究Nd∶GdVO4晶体在激光二极管(LD)端面抽运固体激光器中的热效应,给出了一种测量激光器稳态运转时腔内激活介质热透镜焦距的简便方法。采用CCD光束分析仪直接测量输出光束的M2因子及束腰大小,根据混合模类高斯光束传输理论推导出相应的基模高斯光束束腰大小,由此利用稳定谐振腔的传输矩阵理论可得到相应的激光介质的热焦距。实验结果表明,抽运功率越高,热焦距越小,热效应对输出光束质量影响越严重。基于上述原理,对LD端面抽运的Nd∶GdVO4固体激光器热透镜焦距进行了测量,实验结果和理论分析相符。     

CCD测量LD端面抽运Nd:GdVO4固体激光器热焦距

为研究Nd：GdVO4晶体在激光二极管（LD）端面抽运固体激光器中的热效应,给出了一种测量激光器稳态运转时腔内激活介质热透镜焦距的简便方法。采用CCD光束分析仪直接测量输出光束的膨因子及束腰大小,根据混合模类高斯光束传输理论推导出相应的基模高斯光束束腰大小,由此利用稳定谐振腔的传输矩阵理论可得到相应的激光介质的热焦距。实验结果表明,抽运功率越高,热焦距越小,热效应对输出光束质量影响越严重。基于上述原理,对LD端面抽运的Nd：GdVO4固体激光器热透镜焦距进行了测量,实验结果和理论分析相符。     

一种新的横模选择概念与方法

提出并研究了利用腔中中空波导管选择横模的新概念和方法。基于这种方法的复合腔激光器实现了在不施行压缩振荡模体积情况下获得单横模高功率密度输出。理论分析与实验结果表明了这种新技术的诱人的应用前景。     

1342nm激光输出的LD端面抽运Nd:YVO4激光器

研究大功率激光二极管端面抽运的Nd:YVO4连续波1342nm激光器的输出特性.实验结果表明,小功率抽运时,激光器的输出功率基本随抽运功率线性增加;当抽运功率超过一定值时,斜率效率下降,对于长腔斜率效率下降更为明显,甚至出现输出功率降低.通过对晶体中的振荡激光基模半径和热致衍射损耗计算得出:高抽运功率下,热效应影响了激光器的输出功率,为了获得最大的输出功率,激光晶体内不考虑热效应时的基模半径与抽运激光光束尺寸的比值ω/ωp在0.8～0.9之间最佳,而且抽运功率越大,比值越小.理论分析与实验结果基本一致.     

激光脉冲驱动下双腔耦合系统的动力学特性

在外加激光控制下,研究了含有两能级量子比特的双腔耦合系统的动力学行为.基于系统的相互作用哈密顿量,得出了系统量子态激发概率的解析解.通过数值模拟讨论了3种特定情况下系统的动力学特性:外加脉冲与腔场发生近共振、比特与腔模大失谐条件下,腔模的最大激发概率小于0.07,腔模处于非激发状态,比特的激发概率出现瞬时衰减;比特与腔模强耦合条件下,腔模的激发概率近似0.5,腔模处于半激发状态,比特的激发概率出现高频振荡;腔场之间大跳跃条件下,腔模的最大激发概率小于0.07,腔模处于非激发状态,比特的激发概率出现高频振荡.     

双间隙输出腔中形成单腔管振荡的可能性分析

 本文采用解析方法推导了2π模双间隙输出腔中电子注的小信号导纳公式,并根据双间隙输出腔形成单腔管振荡的条件,得到了单腔管振荡的起振电流计算公式.利用三维仿真方法定量计算了加载矩形波导的2π模双间隙输出腔的线路导纳,并以此确定2π模双间隙输出腔形成"单腔管振荡"的起振电流和振荡频率.计算结果表明:在电子注加速电压一定的情况下,电子注电流增大到一定程度,双间隙输出腔将会形成危害性较大的单腔管振荡;而且双间隙输出腔的单腔管振荡频率与电子注加速电压和电子注电流存在复杂的关系.与此同时,我们采用MAGIC粒子模拟程序进一步验证了双间隙输出腔中产生单腔管振荡的可能性问题,并得出其起振电流值,这一粒子模拟结果与解析计算结论基本相吻合.这些关于双间隙输出腔中有害的单腔管振荡形成过程和规律的研究结论,对于改善速调管双间隙腔输出电路的稳定性将具有重要意义.