光纤激光泵浦外腔MgO:PPLN高效率3.4μm光参量振荡器研究

选用1 065 nm掺镱光纤激光泵浦外腔MgO:PPLN光参量振荡（OPO）,实现高功率3.4μm中红外激光输出。以高稳定性的分布式反馈激光器（DFB）作为光纤激光脉冲的种子源以降低泵浦光光谱展宽。实验中,采用双路光纤激光泵浦MgO:PPLN-OPO,实验研究发现重频、脉宽的最佳匹配对系统的参量光功率提升有着显著的正向影响。在泵浦功率为25.03 W、重复频率100 kHz、脉宽200 ns条件下,获得最大输出功率为3.536 W的3.44μm的激光输出。对应脉冲宽度为128 ns,光光转换效率为14.12%。     

保偏光子晶体光纤激光器实验研究

以中心波长976 nm、输出功率70 W的半导体激光器作为泵浦源,掺镱双包层保偏光子晶体光纤为增益介质,采用法布里-珀罗光学谐振腔结构,利用后向泵浦,实现了波长约1 040 nm、最大功率5.3 W的激光输出,并就保偏光子晶体光纤在不同缠绕轴向及缠绕半径时输出激光的偏振特性进行了实验研究.     

LDA侧面泵浦1319nm/1338nm双波长激光器的研究

使用最大泵浦功率为600 W的LDA侧面泵浦组件,并采用布儒斯特偏振片以及同时优化全反镜和输出镜透过率两种方法,获得了功率基本相等的1319 nm/1338 nm双波长激光输出。在连续输出时,获得30 W的输出功率,利用声-光Q开关调Q输出,在重复频率为4 kHz时,单脉冲能量为6 mJ,脉冲宽度为237 ns,峰值功率为25 kW。 更多还原     

单LD双端同向π偏振泵浦Tm:YLF激光器

2μm激光作为高相干辐射光源,在激光医疗、激光雷达、光电对抗、材料加工等领域有非常重要的应用价值。通过建立考虑能量传递上转换效应的Tm:YLF激光器速率方程,从而分析了能量传递上转换（Energy Transfer Upconversion,ETU）效应对Tm:YLF激光器输出特性的影响;仿真分析双端偏振泵浦Tm:YLF晶体泵浦光分布情况。基于上述仿真分析结果,为获得更高的激光输出功率,采用单LD双端同向π偏振泵浦Tm:YLF激光器方法,提高增益介质的增益效果;当注入功率为47.43 W时,实现了稳定的最大激光输出功率为15.23 W,中心波长为1 907.46 nm,输出线宽为1.62 nm,对应光-光转换效率为32.11%,斜率效率为37.24%。     

976 nm类噪声锁模光纤激光器

输出波长为976 nm的脉冲激光器在科研及工业领域具有重要应用．利用非线性光纤环镜（nonlinear optical loop mirror, NOLM）搭建了“9”字型谐振腔，通过在环镜中加入长度为30 m的无源光纤，实现了类噪声脉冲（noise-like pulse, NLP）输出，丰富了976 nm波段的脉冲类型．脉冲的重复频率为4.79MHz，最大输出功率为13.35 mW，最大脉冲能量为2.79 nJ．进一步研究该NLP在不同泵浦功率的脉冲特性变化，结果表明，脉冲能量以及脉冲宽度均随着泵浦功率的增大而增大，但是其自相关曲线中的相干尖峰宽度随泵浦功率的增大而减小．该研究为976 nm类噪声脉冲的产生提供一种简单经济的方案，在超连续谱产生以及类噪声脉冲动力学研究方面具有潜在应用价值．     

脉冲红光泵浦Cr∶LiSAF激光器输出特性研究

采用671nm红光泵浦Cr∶LiSAF激光晶体,实现中心波长为849nm,调谐范围为820～890nm,脉冲宽度为100ns,重复频率为11kHz的激光输出.该系统阈值功率为24mW,激光输出最大平均功率可达60mW,此时泵浦功率为521mW.使用电荷耦合器(charge coupled devices,CCD)探测器及图像采集系统,观察并记录了输出光光斑.通过调节晶体及输出镜使光斑的形状和个数发生变化,针对输出光斑为1～3个点的情况进行详细研究,分析不同情况下的输出特性.实验结果表明,激光输出功率和光斑之间的最大距离会随泵浦功率的增加而递增.     

脉冲红光泵浦Cr:LiSAF激光器输出特性研究

采用671 nm红光泵浦Cr:LiSAF激光晶体,实现中心波长为849 nm,调谐范围为820～890 nm,脉冲宽度为100 ns,重复频率为11 kHz的激光输出.该系统阈值功率为24 mW,激光输出最大平均功率可达60 mW,此时泵浦功率为521 mW.使用电荷耦合器(charge coupled devices,CCD)探测器及图像采集系统,观察并记录了输出光光斑.通过调节晶体及输出镜使光斑的形状和个数发生变化,针对输出光斑为1～3个点的情况进行详细研究,分析不同情况下的输出特性.实验结果表明,激光输出功率和光斑之间的最大距离会随泵浦功率的增加而递增.     

基于掺铒光纤耦合器的全光逻辑门研究

对基于掺铒光纤耦合器的全光逻辑门进行了研究。综合考虑了共振非线性效应和克尔非线性效应,通过两输入端口不同的功率组合,在两输出端口得到不同的输出功率,数值计算得到消光比,最后由消光比判定实现逻辑门功能。通过控制泵浦光功率和两个输入信号,实现了不同的逻辑运算功能。研究表明,采用具有光泵浦的掺铒光纤耦合器可以降低开关的阈值功率。     

光子晶体光纤拉曼激光器研究

利用100m非线性光子晶体光纤，以光纤光栅对作为谐振腔，研制成功了低阈值光子晶体光纤拉曼激光器．该光子晶体光纤拉曼激光器的闽值为2W，在抽运功率6．2W时，得到最大功率为1．8W．波长为1115．9nm的连续拉曼激光输出，拉曼半峰全宽为1．39nm，对应光-光转化效率29％，斜率效率41％．且在低功率连续光泵浦下观察到5级拉曼荧光．     

LD泵浦Nd:YAG 946nm与1319nm双波长运转理论分析

本文由准三能级和四能级的阈值条件出发,分析了抑制1064nm激光起振的最低镀膜要求,并且利用速率方程理论和两激光的输出特性曲线对泵浦功率为10W时946nm和1319nm双波长的条件进行数值分析和计算,分析表明在泵浦功率为10W、946nm激光的透过率为3%时,为了使两谱线腔内光子数密度相等,对于1319nm激光的透过率应为8%左右,这时两激光的输出功率分别为0.35W和0.6W。本文为等光子数双波长运转提供了一种相应的分析方法,并且提出了RGB激光器的设计方案。     

多模式振荡的多波长光纤激光器

提出并通过实验搭建具有多个横向模式振荡的基于少模掺铒光纤的多模式振荡多波长光纤激光器.激光器包括部分空间光学元件、多模光纤组件、少模光纤及少模掺铒光纤.所用少模掺铒光纤支持六个模式,其掺杂结构经过特殊设计后使得各模式增益均衡.通过少模光纤-多模光纤-少模光纤部分的作用实验实现了波长可调谐多模激光及多波长多模激光输出.泵浦功率2.75 W时输出的单波长激光中心波长为1590.4 nm,激光线宽0.08 nm,激光器的边模抑制比为38.31 dB,通过调节偏振控制器得到单波长可调谐范围为1572.12～1599.72 nm.增加泵浦功率还可得到双波长多模激光及三波长多模激光.     

基于DFG-AOWC的泵浦带宽与调谐研究

提出了差频产生型全光波长转换器的重要技术问题——泵浦带宽的改善方法,介绍了差频产生型全光波长转换器的基本原理,分析了产生有限的泵浦与信号光带宽的原因,提出与论证了在QPM光栅波导中引入按一定规律分布的π相移域来增加泵浦波长可变范围的方法,结果表明对于解决DFG-AOWC的泵浦带宽问题具有较大的意义。     

侧面级联耦合器对连续光纤激光器的影响

为了研究侧面级联耦合器对光纤激光器的影响,对自主研制的(1+1)×1侧面泵浦耦合器,以及某商品化的(2+1)×1耦合器进行了研究.实验中分别测试了2种耦合器的耦合效率,泵浦光传输损耗,以及信号光泄露等参数,然后用2种结构的耦合器分别搭建了光纤激光器.在耦合器为(1+1)×1结构的激光器中,注入975 nm泵浦功率444 W时,1 080 nm激光功率输出344 W,光-光转换效率77%;在耦合器为(2+1)×1结构的光纤激光器中,当975 nm泵浦功率注入444 W时,1 080 nm激光功率输出260 W,激光器的光-光转换效率59%.对比2种结构的激光器可以看出:对于目前商用的(2+1)×1耦合器来说,由于传输损耗比较大,很难实现级联结构,而实验室自主研制的侧面耦合器能够实现5个级联.     

基于遗传算法的高增益宽带拉曼放大器的设计

对拉曼散射的耦合方程进行推导,得到不同泵浦光对拉曼增益贡献的表达式,改进了波长和功率两步优化的遗传算法.对波长的优化不考虑信号光之间的泵浦作用,大大减少了优化参数,对功率的优化则把忽略的信号光之间的泵浦作用考虑进去.构造了体现特定高增益和宽带平坦的适应度函数.分析了遗传算法的种群大小和选择方式.最后优化得到了使用8个泵浦波长,增益波动小于1 dB的高增益(20 dB)宽带(80 nm)拉曼放大器.     

LD端面泵浦Nd:YVO_4高重频紫外激光器

为获得高重频、高增益的355nm紫外激光输出,利用Nd:YVO_4激光晶体、端面泵浦LD和声光Q开关,设计了腔内三倍频V型谐振腔结构,在不同Q开关重复频率下,测试分析了激光功率和脉冲宽度的变化。对激光器参数进行了优化,当LD泵浦电流为9.4A时,355nm紫外激光最高输出平均功率达到了5.38W,脉冲宽度最窄为17.5ns,激光重复频率为30kHz。     

泵浦光的离轴对激光器性能影响

利用光纤耦合激光二极管端面泵浦固体激光器,研究了在近阈值条件下,泵浦光偏离振荡光谐振腔轴线距离的变化对激光器输出模式、阈值功率、斜效率和光束质量的影响．实验结果表明,当泵浦光相对振荡光谐振腔轴线的偏离量增加时,激光振荡阈值、斜效率和光束质量因子将增大;激光输出模式从低阶向高阶厄米-高斯模转变,并且在相同的泵浦光偏离位置下,随着泵浦光电流的增大,晶体热效应显著,模式竞争加剧,会出现高阶向低阶厄米-高斯模的转变．     

蓝光LD抽运Pr~(3+):YLF直接获得橙红光的实验研究

对蓝光二极管(LD)泵浦Pr:YLF晶体输出橙红光进行了实验研究,分析了不同偏振方向的晶体和不同透过率的输出镜对橙红光输出功率的影响。在a切Pr~(3+):YLF晶体吸收功率为4.5W时最高输出639.7nm激光功率为491m W。c切Pr~(3+):YLF晶体在吸收功率为3.3W时最高输出607.3nm激光功率为177m W。     

1480nm激光泵浦单模光纤受激拉曼效应实验研究

用拉曼光纤激光器产生的中心波长为1480nm的连续激光作为泵浦源,研究不同泵浦功率下76km常规单模光纤所产生的受激拉曼散射现象.实验中,泵浦功率从100mW到4W逐次注入光纤中.当泵浦功率增至2 2W时,观察到拉曼现象,发生泵浦能量向斯托克斯能量的有效转移,散射光强呈指数规律增长.在频移13 26THz处获得最大增益,呈现单峰斯托克斯光谱,其线宽大约为2nm,随着泵浦功率增强,基本保持不变.当泵浦功率增至2 5W时,呈现双峰斯托克斯光谱,斯托克斯峰442cm-1(13 26THz)处的峰值功率基本饱和,而485cm-1(14 6THz)处的尖峰却持续增长;且较短波长峰渐渐向长波长峰靠近,发生显著能量红移.     

高效率侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷激光器

研究了808nm侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷棒的激光输出特性和热透镜效应,并与相同尺寸、相同掺杂浓度的Nd:YAG晶体进行了对比。当泵浦功率为60W时,陶瓷获得了21.6W的1064nm连续激光输出,光-光转换效率为36%,斜效率达到46.9%,在相同的泵浦条件下,Nd:YAG晶体的输出功率为23.9W,光-光转换效率为39.8%,斜效率为50.3%。实验结果表明,Nd:YAG陶瓷的性能已经接近于Nd:YAG晶体。     

单模Er3+/Yb3+共掺磷酸盐光纤的激光实验研究

利用长度仅为6.4 cm的自制单模 Er3+/Yb3+共掺磷酸盐光纤作为激光工作物质, 采用F-P型谐振腔结构,在中心波长为980 nm的多模LD光源的泵浦下,实现了较稳定的连续单模激光输出,其输出功率大于40mW, 中心波长为1 534.5 nm,3 dB线宽小于1 nm.实验表明,通过优化谐振腔的参数,可望在自制单模磷酸盐光纤中实现窄线宽的单频激光输出.