超快激光技术研究进展——记天津大学超快激光研究室

编者按: 天津大学超快激光研究室位于天津大学敬业湖畔的北洋科学楼内,隶属于精密仪器与光电子工程学院,始建于飞秒激光诞生的20世纪80年代初.20多年来,该研究室在学术带头人王清月教授的领导下,一直跟踪超快激光的前沿领域,完成了脉冲碰撞锁模染料激光器、飞秒掺钛蓝宝石自锁模激光器等多项研究课题,取得了一系列重大科研成果,多次获得国家级和省部级科技进步奖等多项表彰.     

固体激光器的碰撞锁模的涨落理论和统计特性

利用涨落模型,对固体激光器的碰撞锁模脉冲的脉宽、能量及其稳定性进行理论分析,唯象地引入粒子数“光栅”,使用计算机进行模拟计算。结果表明:碰撞锁模的锁模值较尖锐(仅高于激光阈值2％)。在通常可达到的运行条件下,碰撞锁模脉     

OB超短脉冲激光与非线性光学

采用半导体可饱和吸收镜的钛宝石激光器中的自启动机理 *柴　路1 　王清月1 　高　峰 2 　赵江山 1 　邢歧荣 1 　张志刚11)天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室 ,天津 30 0 0 722 )天津大学理学院 ,天津 30 0 0 72着重于实验研究带有新型宽带半导体可饱和吸收镜 (SESAM)钛宝石激光器锁模的自启动过程 ,以及SESAM在阻挡 -恢复过程中 ,锁模的建立时间与其他因素的关系 ;获得了 SESAM启动 KL M较为完整的物理图象 ,并对其机理进行了分析和讨论。实验采用五镜腔结构 ,腔内放置斩波器用以周期性地阻挡 -恢复激光运转。锁模…     

碰擅脉冲锁模(CPM)环形染料激光器稳定性的实验研究

本文对碰撞脉冲锁模(CPM)环形染料激光器的稳定性进行了系统的实验研究,得到了120fs的稳定激光脉冲输出。     

基于单壁碳纳米管的高功率被动锁模光纤放大器

具有高平均功率、高峰值功率和窄脉宽的被动锁模皮秒激光器在高精度激光加工领域具有非常广泛的应用。可饱和吸收体是被动锁模激光器的关键元件,新型可饱和吸收体(SA)-单壁碳纳米管(SWCNT)具有波长覆盖范围较宽、制作方法简单、制备成本低等显著优点,被广泛应用于产生被动锁模激光。基于碳纳米管的被动锁模激光器的研究国     

最窄脉宽为41fs(10~(-15)秒)的 CPM 染料激光器在天津通过鉴定

天津大学于1982年开始碰撞锁模染料激光器的研究工作,经过四年的艰苦努力,进行了深入的理论分析和系统的实验研究,于四月中旬通过由国家教委组织的鉴定。鉴定指标为     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd∶YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜 (SESAM ) ,在 5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd∶YAG激光中 ,实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模 ,获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量 ,其锁模激光脉冲宽度小于 10 ps。实验采用直腔结构的谐振腔 ,该腔结构简单 ,易于调整 ,实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时 ,光 光转换效率达到 19%。     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd:YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜(SESAM)，在5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd：YAG激光中，实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模，获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量，其锁模激光脉冲宽度小于10ps。实验采用直腔结构的谐振腔，该腔结构简单，易于调整，实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时，光～光转换效率达到19％。     

一种新型的实时显示二次谐波相关仪

本文提出了一种测量飞秒(10~(-15)s)光脉冲脉宽的实时显示二次谐波相关仪,并对读仪器进行了系统的实验研究,已用它作为碰撞脉冲锁模(CPM)环形染料激光器脉宽的监测仪。     

超短脉冲新技术的实验与展望

八十年代碰撞脉冲锁模(CPM)与单模光纤压缩脉宽新技术的产生,使超短激光脉冲趋于毫微微秒的量级。国内在碰撞脉冲锁模技术的运用研究中取得了显著效果。本文提供了碰撞脉冲锁模实验研究与压缩脉宽最新进展之信息。     

科技进展

中科院西安光机所留英学者陈国夫及其研究小组,在英国苏格兰圣·安德罗斯大学物理系,经过两年的努力,所研制的脉冲碰撞、被动锁模棱镜补偿腔内群速度分散的环形染料激光器直接产生了脉宽为19飞秒(19×10~(-15)秒)的超短激光脉冲。这项     

1975年美国激光工程和应用会议技术报告摘要选辑

1.3 Nd:YAC激光泵浦的一种同步锁模染料激光器的非线性混频,放大和微微秒脉冲的产生利用锁模激光器泵浦的染料激光器,可产生与泵浦脉冲时间同步的极短脉冲。本文介绍利用条纹照相机进行的微微秒脉冲形成的研究。这是一种同步锁模染料激光器,用被动锁模Nd:YAG倍频激光器泵浦。利用光源的同步性质,并通过非线性方法,就可以制成高增益的短脉冲染料放大器,获得可调波长(紫外和红外)的超短(微微秒级)     

高功率脉冲YAG激光器

天津大学精仪系研制的“高功率脉冲YAG激光器”于1989年11月28日通过了天津市科委技术鉴定.激光器主要技术指标有:器件采用两根φ8×106中等质量YAG棒,1.06μm脉冲激光最高输出平均功率达528.75W,重复频率400次/s,单脉冲能量23J,脉冲宽度0.3～5.6ms,发散角小于10mrad,器件在高功率输出(高于400W)长时间稳定运转时不稳定性优于2％。     

全主动锁模Nd:YAG激光器研制成功并投入运转

一种全主动锁模激光器——预激光调Q锁模激光器,于1984年年底正式研究成功,并已运往四川使用单位,在LF11~#装置上正式运转.全主动锁模是相对被动锁模和主被动锁模而言的,这种锁模方式,完全抛弃了被动锁模元件,取而代之的是主动锁模和主动调Q.更重要的是采用了预激光锁模技术,因此具有高度稳定性和再现性.     

美国西德激光测卫测月工作考察报告 (五)用于高精度测距的几种激光器和普克尔盒

用于高精度测距的激光器大致分为连续锁模YAG激光器、脉冲双锁模YAG激光器和削波红宝石激光器。1.连续锁模YAG激光器这是Sylvania公司为高精度测距研制的一种激光器。1971年以来,已制造了八台交付使用(见表1)。这次考察中,我们看到了其中的五台。但安装时间较长,工作较稳定,获得测距数据较多的是西德Wettzell和夏威夷大学Halea-kala天文台的,对这两台激光器我们作为重点考察,并向该公司了解了今后对这台激光器的改进意见。(1)Haleakala 天文台连续锁模YAG激光器图1是激光器工作原理图。激光器由33个光学部件组成。按照原理图,激光器工作分五个步骤:(1)     

Nd:YVO4自锁模皮秒激光器

设计并研究了Nd:YVO4自锁模皮秒激光器,探究了激光器的最佳锁模条件。观察并分析了自锁模皮秒激光器准周期锁模、倍周期锁模状态,研究并测量了结构紧凑的直腔自锁模激光器的输出特性。谐振腔为凹平直腔,Nd:YVO4晶体作为激光增益介质和克尔介质,在未加其他锁模元件的情况下,实现了1 064 nm高效率连续锁模脉冲激光输出。晶体距输入镜16 mm、腔长为90 mm时,对1 064 nm透过率分别为10%、20%、30%和50%的四种输出镜下激光器的输出特性进行了对比分析。对激光器进行优化设计,输出镜透过率为10%,泵浦功率为8 W时,激光器输出功率为2.76 W,斜效率高达43.2%,锁模脉冲重复频率为1.43 GHz,激光器实现了高效、稳定的连续锁模。     

用半导体饱和吸收镜进行Yb:YAG晶体被动锁模特性研究

为了研究半导体泵浦的Yb:YAG晶体被动锁模特性,分别采用光纤耦合输出激光器,半导体列阵和激光二级管作为泵浦源,利用直腔和五镜谐振腔,用半导体饱和吸收体(SESAM)作为被动锁模器件,对Yb:YAG晶体的被动锁模运转情况进行研究.实验中分别得到了谱线宽度为1.1nm,2nm和2.8nm的稳定锁模脉冲序列.最后得出结论,对于相同的SESAM,被动锁模脉宽主要受晶体内部的泵浦光功率密度和激光介质发射带宽两个因素的影响.对被动锁模激光器的研究具有指导意义.     

Nd~(3+)掺杂无序晶体被动锁模激光器的研究现状

全固态激光器被动锁模是产生超短脉冲的一种有效方法。在基于Nd~(3+)掺杂激光材料被动锁模产生超短脉冲的研究中,无序晶体成为研究的热点。结合相关工作,总结了Nd~(3+)掺杂无序晶体被动锁模激光器的研究现状,展望了Nd~(3+)掺杂无序晶体在超强超短脉冲制备中的发展前景。     

波长可调谐被动锁模光纤激光器

为在光纤激光器中获得特定中心波长的锁模激光,进行了采用非线性光纤环形镜锁模的掺Yb3+光纤激光器的波长可调谐实验研究。获得了自启动锁模、中心波长在1030nm~1081nm范围内连续调谐的锁模脉冲输出;在中心波长1053nm时,测得光谱带宽6nm、脉冲宽度234.375ps、输出功率2.05mW、重复频率3.842MHz。这种被动锁模光纤激光器的锁模过程可以完全自启动,几乎不受外界环境变化的影响,可以长时间稳定工作,不仅可以提供特定中心波长的锁模激光,而且有望成为其它科学研究工作的中心波长可调谐的宽带锁模光纤激光种子源。     

高平均功率连续锁模中红外光纤激光器

正中红外3μm波段被动锁模超短脉冲光纤激光光源在军事和民用方面都有潜在应用,如激光医疗、激光光谱学、材料处理及产生中红外超连续谱的抽运源等。基于掺钬或钬谱共掺、掺铒或铒镨共掺的ZBLAN光纤的中红外被动锁模光纤激光器成为国内外研究热点。已有报道中中红外被动锁模光纤激光器连续锁模时最高输出平均功率为1.05 W。本课题组利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模元件,在对光纤端面进行有效防护和进一步优化