大功率LD端抽运固体激光器谐振腔的研究

提出一种新方法在谐振腔内加入补偿透镜的方法,可消除热透镜效应的不利影响,从根本上解决纵向抽运的大功率化问题,并从理论上进行了系统的分析和实验上进行了验证. 对于端抽运二镜直谐振腔,目前均采用平凹腔,但平凹腔输出发散角较大.在腔内加入补偿透镜后,改用平行平面腔,可获得更小的输出发散角. 对于四透镜折叠谐振腔,通常腔长较长,当大功率LD端抽运时由于热效应的影响,根本无激光输出.但在腔内加入补偿透镜后,则很容易出光.实验上,用连续功率12 W的LD端抽运时,在腔长1.5 m情况下,获得1.14 W激光输出,转换效率近10%.(OC16)     

双频微片激光器的研究进展

介绍了双频微片激光器的原理与国内外各种双频微片激光器的研究成果及其在精密测量中的应用,尤其是LD泵浦的双频微片激光器。分析了影响双频微片激光器产生大频差的因素,并展望了双频微片激光器今后的发展趋势。     

LD侧面抽运全固态Nd:YAG紫外激光器的研究

为了使侧面抽运全固态355nm紫外激光器输出高质量光束的紫外激光,采用腔内光束传输矩阵模拟的方法,进行了谐振腔优化和腔内倍频和频结构设计。通过理论分析和实验验证,取得了输入电功率为280W、声光调制频率为40kHz时,355nm紫外激光的输出功率为10.58W、激光脉冲宽度20ns、光束质量因子M2=1.3的数据。结果表明,侧面抽运腔内倍频与和频可实现近基模高功率紫外激光的输出。这一结果对紫外激光器的工程化有一定指导意义。     

频差可变的双纵模双频微片激光器的研究

提出了一种能产生双纵模的双频微片激光器。理论分析了微片激光器纵模生成的原理,并且通过实验实现了微片激光器的双频双纵模输出。实验结果表明,通过调节泵浦电流LD的大小,频差在一定范围内变化;当抽运电流为14.5A时,得到稳定的双频激光输出,相应的频差为85GHz;继续增加抽运电流,频差将逐渐减小,当抽运电流为19.5A时,相应的频差为53GHz。本文的双频激光器在光生毫米波领域有很大用处。     

微片激光器阈值附近的输出光谱特性研究

为了确定激光晶体在不同温度下的自发辐射光谱 (荧光谱),实验研究了阈值附近微片激光器的输出 光谱特性。当抽运功率略小于阈值时,微片激光器输出经干涉的自发辐射光;当抽运功率大 于阈值时,微 片激光器输出激光。测量了激光阈值与晶体温控的关系,结果表明激光阈值随晶体温度的升 高而增加,其 变化率为0.017W/℃。在不同温控条件下,对阈值以下的自发辐射光 谱包络进行了拟合测量,结果表明随 着晶体温度的升高自发辐射光谱包络峰值降低,下降率为0.681%/℃ ;光谱包络中心波长发生红移,漂移率为3.1pm/℃。     

LD泵浦固体激光器的光谱匹配问题

实验研究了LD泵浦Nd:YAG固体激光器的光谱匹配问题,如匹配方法、匹配效率、匹配chirp现象等:考察了LD光谱随温度、电流、时间的变化,讨论了这些变化对光谱匹配效率的影响。     

大频差双折射双频Nd∶YAG激光器

提出并论证了一种新型双频激光器研究方案 ,即在激光二极管 (LD)抽运Nd∶YAG激光器的谐振腔内 ,插入一只集纵模选择与纵模分裂于一体的多功能元件———晶体石英F P标准具。因腔内存在双折射效应 ,每一激光纵模分裂为两个相互正交的线偏振模 ,即o模和e模 ;同样 ,Nd∶YAG激光增益带宽范围内标准具的唯一透射极大峰也一分为二 ,即分裂为o峰和e峰。使一个o模位于o峰的峰顶处 ,并使一个e模位于e峰的峰顶处 ,即可实现o模和e模的同时运转。将厚度为 0 6 45mm ,切割角 (晶体光轴与晶体表面法线间的夹角 )为 10°的晶体石英F P标准具 ,置于腔长为 40mm的Nd∶YAG激光谐振腔内 ,获得了双纵模同时振荡输出 ,其频差约为 2GHz。     

大频差双折射双频Nd:YAG激光器

提出并论证了一种新型双频激光器研究方案,即在激光二极管(LD)抽运Nd:YAG激光器的谐振腔内,插入一只集纵模选择与纵模分裂于一体的多功能元件――晶体石英F-P标准具。因腔内存在双折射效应,每一激光纵模分裂为两个相互正交的线偏振模,即o模和e模;同样,Nd:YAG激光增益带宽范围内标准具的唯一透射极大峰也一分为二,即分裂为o峰和e峰。使一个o模位于o峰的峰顶处,并使一个e模位于e峰的峰顶处,即可实现o模和e模的同时运转。将厚度为0.645mm,切割角(晶体光轴与晶体表面法线间的夹角)为10°的晶体石英F-P标准具,置于腔长为40mm的Nd:YAG激光谐振腔内,获得了双纵模同时振荡输出,其频差约为2GHz。     

垂直腔面发射激光器光谱特性的实验研究

垂直腔面发射激光器（VCSEL）的偏振光随着电流的不同，出光的方向会发生变化。VCSEL注入电流在大于阈值时由于在谐振腔中存在微小的各向异性，使得光谱的单色性大大降低，这可能会导致VCSEL通信网络质量的下降，这就要求我们在设计和生长VCSEL时尽量减小腔内的各向异性。我们利用一套实验装置，在不同的注入电流下测量了VCSEL偏振光的光谱，从中得出VCSEL的一些光谱特性。     

激光回馈干涉仪稳频研究

对Nd∶YAG激光回馈干涉仪的稳频进行了研究。分析了温度和泵浦功率对全内腔Nd∶YAG微片频率的影响及频率变化对仪器测量误差的影响。通过设计合理的结构并采用温控的方法来实现稳频的目标,实验中对温度、频率、输出功率的关系进行了实验分析,并对装置和系统进行了优化。稳频效果明显减小了仪器的测量误差,改善了仪器的工作性能,可以满足高精度的测量要求。     

用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统

温度控制是实现全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器稳频的行之有效的手段之一。研究了如何为Nd:YAG微片激光器的稳频提供有效的温控方式。估算出所需要的控温精度波动范围在0.09 ℃以内。依据这一设计目标,介绍了各重要环节的设计过程。通过频域分析法,对温控系统的特性进行分析与调整。通过理论计算将系统改造成了二阶系统最优模型并用实验验证了理论分析。研制了一套用于全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器的温控系统,并在两种条件下对系统进行了测试。在室温26 ℃左右的条件下,可以给微片提供18~38 ℃之间的任意温度环境,温度波动范围在0.05 ℃以内;当环境温度在18 ~27 ℃之间任意改变时,系统能将晶片温度稳定在24 ℃,温度波动范围在0.05 ℃以内。     

双横模输出微片谐振腔双频频差调谐特性研究

双偏振激光谐振腔能够产生两个垂直偏振的横模模式,分别为基横模(TEM 00)和具有轨道角动量的涡旋光束(LG 01),二者在光频率上具有频差。为了研究两个横模的频率差调谐特性,采用温度与电压相结合的调谐技术方法,实现拍频信号在不同频率范围的连续调谐。理论计算分析了两模式频差分别与温度和电压的对应关系,实验实现了频差的大范围可调谐性,并对频差的调谐精度进行了测量分析。结果表明,频差与温度和电压之间都呈现出良好的线性关系,并得到对温度和电压的调谐斜率分别为3.14GHz/K和1.76MHz/V。该研究能够更好地分析双偏振谐振腔直接产生涡旋光束现象,并在激光通信和激光雷达探测等技术领域具有应用价值。     

射频自由电子激光腔的实用设计

给出10μm射频自由电子激光谐振腔的实用设计。按高斯光束分布计算出给定腔长的反射镜曲率半径、光腰及镜面处光斑尺寸等参量。解决了细长波导中辐射和电子束的空间匹配问题,并讨论了时间同步问题。     

微片激光器线性调频技术的研究

提出一种激光线性调频方法。在微片激光器谐振腔中插入电光晶体,利用电光晶体的线性电光效应,通过对外加电场的控制,可以得到线性调频的激光信号。采用该方法,可获得较高的调制频率和较大的调制范围,能够满足激光雷达和测距仪的要求,而且外加电路实现简单、易控制。     

LD抽运Nd:YVO_4的平-平腔微片激光器

用一种简单方法实现了 LD端面抽运 Nd:YVO4 的平 -平腔微片激光器 ,获得波长为 1.0 6 4μm的基横模 (TEM0 0 )输出。抽运阈值为 4 0 m W,斜率效率为 2 9.4 %。简述了实验装置及结果。     

激光谐振腔的自动控制系统

文中介绍了激光谐振腔的控制系统设计。     

采用调幅光波测量无源谐振腔的损耗--实验结果与误差分析

在“小抖动”稳频条件下采用调幅光波测量无源谐振腔损耗 ,给出实验装置及测量结果的误差分析