具有空间重叠性的双波长TEA CO2 激光器研究

研制成功用于分离同位素的双波长TEA CO2 激光器,该器件在放电电极之间空间部分重叠设计两个互相相关的光栅一平面腔,两个光栅一前一后,在空间上部分重叠,它们互相利用。此器件能够同步输出波长不同但空间重叠的两束激光脉冲,两波长在很广范围内独立可调,两个波长的能量比可很好调节,经过放大级后总能量已经高于2J。文章在阐述了此器件的构造基础上,分析了激光器的输出特性,测出了双波长脉冲的输出波形,最后进行了分离实验,验证了此激光器的可行性。     

具有空间重叠性的双波长TEA CO2 激光器研究

研制成功用于分离同位素的双波长TEA CO2激光器，该器件在放电电极之间空间部分重叠设计两个互相相关的光栅一平面腔，两个光栅一前一后，在空间上部分重叠，它们互相利用。此器件能够同步输出波长不同但空间重叠的两束激光脉冲，两波长在很广范围内独立可调，两个波长的能量比可很好调节，经过放大级后总能量已经高于2J。文章在阐述了此器件的构造基础上，分析了激光器的输出特性，测出了双波长脉冲的输出波形，最后进行了分离实验，验证了此激光器的可行性。     

增益开关型双波长同步脉冲Nd∶GdVO4激光器

设计了一种基于Nd∶GdVO₄晶体的增益开关型正交偏振双波长同步脉冲激光器。建立了对应的速率方程数学模型，分析了增益开关型Nd∶GdVO₄双波长同步脉冲激光器中的几何损耗对双波长脉冲时域特性的影响。搭建了基于布儒斯特偏振片的Y型腔结构的双波长脉冲激光器进行实验验证，通过调制抽运源电流实现了增益开关。实验结果表明，通过调节输出镜的倾斜角度，可实现双波长脉冲的同步输出。最后，当泵浦功率为6 W时，实验输出了脉冲重复频率为30.7～100.0 kHz可调、最高平均输出功率分别为215 mW和176 mW的正交偏振双波长[1063 nm(π偏振)和1065 nm(σ偏振)]同步脉冲。实验与理论结果吻合较好。     

双脉冲、双波长巨脉冲Cr:LiSAF激光器

在闪光灯抽运Cr:LiSAF激光器中插入棱镜分束器获得了860～920nm可调谐双脉冲、双波长巨脉冲激光输出。研究了两输出巨脉冲激光脉宽和能量与抽运能量的关系;获得了两巨脉冲激光间最佳的延时调节范围为0～20μs。     

可调谐双波长低抖动增益开关光脉冲的产生

提出了一种产生可调谐双波长低抖动超短光脉冲的新方法。采用外光注入法来降低增益开关F-P激光脉冲的时间抖动,实现了脉冲光谱的双波长可调谐输出。实验中利用两个多量子阱DFB激光器作为外部种子光源,通过温度控制和偏振态调节使外部种子光有效地耦合到增益开关F-P激光器中,输出的光脉冲时间抖动(均方根)从2.57ps降低至1.06ps,双波长的边模抑制比可达25dB。通过改变DFB激光器和F-P激光器的工作温度,可实现波长从1540nm到1560nm的可调谐输出。     

双脉冲、双波长巨脉冲Cr∶LiSAF激光器

在闪光灯抽运Cr∶LiSAF激光器中插入棱镜分束器获得了 86 0～ 92 0nm可调谐双脉冲、双波长巨脉冲激光输出。研究了两输出巨脉冲激光脉宽和能量与抽运能量的关系 ;获得了两巨脉冲激光间最佳的延时调节范围为 0～ 2 0 μs。     

双波长可调谐TEA CO2激光器的脉冲输出特性

为了获得两束波长不同的可调谐CO2激光脉冲,采用了双光栅与输出镜构成双谐振腔的结构没计。实验中,对影响激光器脉冲输出能量和调谐范围的参量作了具体分析。结果表明,两个谐振腔可以独立振荡输出不同波长的两束激光,二者之间不存在竞争影响,并且均可在大范围内调谐输出;通过对两个光栅做小幅度失谐调整,可以实现两束激光脉冲同步输出。     

单光束双脉冲、双波长巨脉冲Cr:LiSAF激光器

为实现单光束、双波长、双脉冲Cr:LiSAF调Q激光输出,实验中创造性地采用高压方波驱动电光Q开关实现了双波长、双脉冲的Cr:LiSAF可调谐激光输出。获得了波长分别为890nm与900nm,脉冲能量分别为31mj与38mj,脉冲宽度分别为30ns和27ns,脉冲间隔82μs的单光束、双波长、双脉冲Cr:LiSAF调Q激光输出,双脉冲的不同轴度不大于0.15mrad。为差分吸收激光雷达系统所需单光束、双波长、双脉冲激光器的进一步研制奠定了良好的理论与实验基础。     

最高输出的双波长半导体激光器

日本夏普公司推出一种１２倍速CD－R和DVD－录像机／DVD－RO回放的组合机用的双波长半导体激光器。该激光器能将峰值振荡波长为７８４nm、脉冲输出１３５mW的高输出红外半导体激光器和峰值发射波长为６５４nm、脉冲输出７mW的红色半导体激光器两块芯片组合为一个组件。（No．３３）最高输出的双波长半导体激光器@小平     

912nm/1064nm同步双波长激光特性研究

为了研究同步双波长激光器的输出特性,并解决其增益竞争问题,本文介绍了能同时输出准三能级激光和四能级激光的双波长激光器的理论模型,推导了双波长激光器输出功率的表达式.以理论模型为基础,首次设计了一种使用Nd:GdVO4和Nd:YVO4晶体为增益介质,879 nm激光二极管为泵浦源的腔内级联泵浦结构的同步双波长连续激光器,...     

双声光器件调制的同步性对Nd:YAG脉冲激光输出的影响

在脉冲Nd：YAG激光器的谐振腔内,用最大输出功率为120W的声光电源,同时驱动2个正交放置的器件,进行声光调制。实验研究了2个声光器件不同的开启时间对激光脉冲输出的影响。研究结果表明,双声光器件的开启时间的同步性对激光输出脉冲有较大的影响,当两器件开启时间差大于5ns时,声光器件不能对调制光进行有效关断;当两器件的开启时间大于18ns时,有效调制输出的激光脉冲能量下降了20％。     

Resonance transition radiation X-ray lasers

A free electron laser is proposed using a periodic dielectric and helical magnetic field. Periodic synchronism between the electrons and the optical wave is obtained at the period of the dielectric and not at the period of the helical magnetic field. The synchronism condition and the gain of the new device are derived. The effects on the gain of the new device are derived. The effects on the gain from dephasing and beam expansion due to elastic scattering of the electrons in the periodic medium are included in the gain calculation. Examples of the resonance transition radiation laser and klystron are given. Operation at photon energies between 2.5 and 3.5 keV with net gain up to 12% is feasible using high electron-beam energies of 3 and 5 GeV. Moderate (300-MeV) beam energy allows operation between 80 to 110 eV with up to 57% net gain using a klystron design. In both cases, rapid foil heating may limit operation to a single electron-beam pulse     

脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响分析

为了研究脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响,采用有限元法对HgCdTe红外探测器进行2维建模,以及激光辐照探测器温度场的仿真,得到了波段内外脉宽从10ns~1000ns的单脉冲激光损伤阈值。由于采用实验测定所有脉宽激光损伤阈值的办法不现实,故通过仿真计算,给出了从ns~μs量级不同激光脉宽的单脉冲探测器损伤阈值公式。结果表明,波段外单脉冲损伤阈值为9MW/cm2~0.9MW/cm2,波段内为150MW/cm2~15MW/cm2,并且探测器单脉冲损伤阈值与激光脉冲宽度呈负指数关系;当采用重频激光辐照探测器时,在相同的重复频率下,因长脉冲激光比窄脉冲宽激的脉冲间隔小,故长脉冲激光辐照时更容易出现温度积累效应,从而出现大面积损伤。这为进一步研究探测器的热应力场热弹性波和激光防护等提供了重要的理论分析依据。     

一种新型皮秒脉冲激光器

一种新型皮秒脉冲激光器由序列脉冲激光的产生、单脉冲激光的选取、放大和倍频等部分组成,激光器工作物质选用Nd∶YAG晶体,用两个格兰棱镜分别作为起偏器和检偏器,激光器的振荡级利用被动锁模染料产生的锁模序列脉冲激光,经过单脉冲选择器选取出其中的一个单脉冲激光,再经激光器放大部分的放大和倍频晶体的倍频后,激光器最终输出能量为120mJ,脉冲宽度为100ps,波长为532nm的单脉冲激光,其功率约为1.2×109W,功率密度约为4.2×109W/cm2,系统的外触发同步精度优于2μs。     

MOPA方式高峰值功率脉冲光纤放大器模拟

为了研究如何从脉冲种子光经放大器后获得能量为毫焦级、纳秒级脉宽的激光脉冲,以及重频、受激喇曼效应对输出激光脉冲的影响,采用基于主振荡动率放大方式建立了3级脉冲双包层掺Yb光纤放大器的瞬态理论模型。在不同重频下对能量为10nJ、脉宽为100ns的脉冲种子光经放大后的脉冲能量、峰值功率、平均功率、脉宽及受激喇曼效应进行了数值模拟。计算数据表明,当重频小于200Hz时输出激光脉冲的能量、波形受重频的影响很小,可以忽略不计,在适当参量下受激喇曼效应对各级放大输出几乎没有影响。结果表明,适当选择3级光纤放大器的各项参量可以实现毫焦级的激光脉冲输出。     

激光深熔焊小孔型气孔的产生及其防治

小孔型气孔的产生是未穿透激光深熔焊的一个严重问题，它是由剧烈的小孔扰动所导致的，与传统冶金型气孔(H2或CO气孔等)的产生机制不同，采用传统冶金型气孔抑制措施无法有效消除该类气孔的产生。针对3～5 mm薄板的CO2激光深熔焊接，研究了脉冲调制对气孔的抑制效果及其机制。实验发现，脉冲频率低于50 Hz时，焊缝气孔随着频率的增加不断减少;当脉冲频率处于50～150 Hz的范围内，基本上可以消除小孔型气孔的产生。通过检测激光焊接过程中等离子体光辐射信号的波动可以反映小孔的稳定性，结果证明，合适频率下的脉冲调制激光焊接，由于有稳定小孔的作用，从而抑制了小孔型气孔的产生。     

Tunable Q-switched/cavity-dumped Z-fold CO/sub 2/ waveguide laser with two channels and common electrodes

A tunable Q-switched/cavity-dumped z-fold CO/sub 2/ waveguide laser with two channels and common electrodes is studied. The Q-switched and cavity-dumped pulse lasers have been obtained from the z-fold channel with the tunable pulse repetition frequency (PRF) of 1-70 kHz. At the Q-switched operation, the peak power is 730 W and the pulsewidth is 150 ns at the PRF of 10 KHz. At the cavity-dumped operation, the pulse laser width can be adjusted. The peak power is 6000 W with the pulsewidth of 20 ns and 3400 W for 32 ns. CW laser output has been obtained from the other channel and its frequency can be tuned by a piezoelectric transducer. The Q-switched and cavity-dumped pulse laser heterodyne waveforms are observed.     

掺Yb3+全光纤环形腔主动调Q光纤激光器

报道了用976 nm激光二极管(LD)抽运掺Yb~(3 )增益光纤,用光纤耦合的声光调制器(AOM)实现全光纤环形腔主动调Q激光输出的实验研究。激光器的调制频率在200 Hz～60.9 kHz之间调节时获得稳定的调Q脉冲输出。当抽运光功率为183 mW,调制频率为500.2 Hz时,获得输出峰值功率为2.7 W,脉冲宽度为53.2 ns,单脉冲能量为145.5 nJ的激光脉冲,激光器的输出波长为1030 nm。当Q开关关闭时间较短时,从实验中观察到高低脉冲间隔输出的情况,利用调Q原理给出了相应解释。从实验和理论上分析了调制频率和抽运功率对激光器输出脉冲的影响,并进行了相应的计算,计算值和实验结果符合得较好。     

用于钙离子光频标的高性能脉冲时序产生方法

在钙离子光频标实验研究中,为了保证钟跃迁谱线的测量精度和光频标的锁定精度,方便自动控制实验进程,研究了基于LabVIEW的数字波形法结合数据采集卡产生多通道脉冲信号的方法。该方法采用多路数字信号序列同步输出的方法,由板卡的板载硬件时钟源作为定时器,通过编程从计数器/定时器输出频率连续的矩形脉冲输入到采集卡作为控制各路数字波形输出的同步时钟,数字信号输出过程的数字通道样本输出率可达0.4MHz,脉冲宽度的精度可稳定达到2.5µs,上升延迟小于50ns,而且多路脉冲都以同一个计时起点开始,因此具有很好的分辨率、同步性和稳定性。     

Preionizer-induced pulsed-mode operation of a transverse-flowtransversely excited CW CO2 laser

A pulse-preionized, dc-excited, transverse-flow, CW CO₂ laser has been operated in pulsed mode without using a discharge power-switching scheme. The pulsation in laser power is produced by a pulsed current that flows from the dc power supply due to the collapse in the discharge impedance whenever a preionizer pulse appears. By properly choosing the preionizer-pulse repetition frequency, dc power-supply filter-capacitor value, and gas composition, the laser pulsation has been enhanced. This laser has been operated at 1-kW average laser power level in pulsed mode at 1.3-kHz pulse repetition frequency with a peak-to-average power ratio of 3.35 and laser-power modulation depth of almost 100%