多波长固体自拉曼激光器的激光晶体热破裂研究

基于小型化多波长选择输出的Nd∶YVO4固体自拉曼激光器,理论分析了其激光晶体内的热应力分布,得出热破裂易发生的位置,与实验结果吻合。搭建实验平台研究了激光晶体热破裂对激光器各个波长激光输出功率的影响。实验结果表明,热裂前后1 064nm基频光阈值及输出功率变化不大,而532、559及588nm激光阈值分别由0.2W升至0.43W、0.3W升至1.5W和0.3W升至1.5W,最大输出功率分别由560mW降至131mW、600mW降至50mW及200mW降至26mW。     

固体谐波多波长拉曼激光器

研究了多谐波固体激光器在气体中的受激拉曼散射，获得了多波长激光输出。利用Nd：YAG激光的二倍频、三倍频及四倍频的激光输出在氢气和甲烷气体中的受激拉曼特性获得多个波长的拉曼输出，波长范围覆盖紫外到可见光甚至近红外。列出了常用的几种拉曼工作气体，其中氢气和甲烷各有优缺点，而两者的混合气体一方面弥补了氢气频移过大的缺点，另一方面抑制了甲烷的易分解性。利用缓冲气体和混合气体优化拉曼激光的输出。给出了24个拉曼波长的功率输出数据，其中功率较大的有13个波长。多谐波固体激光与受激拉曼散射结合的多波长拉曼激光器在激光雷达等领域有广泛的应用。     

多波长激光器用做拉曼泵浦的初步研究

借助简化的拉曼光纤放大器数学模型,利用平均功率法和打靶法分别计算出了不同参数下多波长泵浦的拉曼增益。在对增益图分析的基础上,可以得到多波长激光器作为拉曼泵浦,它的三个典型参数(波长间隔、初始功率和光波个数)中的任一参数的变化都会引起拉曼增益的波动,并且为了达到增益均衡的目的,波长间隔不能太小、光波个数不易太少以及不能片面追求高初始功率。与多泵浦系统相比,它需要优化的参数大为减少,运算速度提高,并用一个泵浦源就能满足需求,降低了成本,具有发展的潜力。     

固体拉曼激光器

简要介绍了固体拉曼激光器的研究现状,总结了几种常用的固体拉曼晶体[LiIO3,Ba(NO3)2,CaWO4]的受激拉曼实验特性,并对如何设计各种形式的拉曼激光装置以取得良好的频率转换做了分析。最后对固体拉曼激光器的发展做了展望。     

多波长红光金刚石拉曼激光器

全固态红光激光器在激光显示、全息存储以及医疗领域有着重要应用,其中多波长红光激光器还可用于差频产生太赫兹辐射。基于三阶非线性效应受激拉曼散射的拉曼激光器是一种突破粒子数反转激光器有限发射光谱制约进而拓展激光波长的有效手段,即能够将注入的单一波长泵浦光直接拓展至一个或几个全新波段。笔者团队研制了一台绿光泵浦的多波长级联金刚石拉曼激光器,利用波长为532 nm、脉冲宽度为11.43 ns的激光作为泵浦源,通过将一阶Stokes黄橙光(573 nm)锁定在振荡器中,实现了红光波段的二阶、三阶和四阶(620 nm、676 nm和743 nm)级联拉曼激光输出,对应三个波长的脉冲宽度分别为10.41、3.75、2.45 ns,总输出能量为0.6 mJ,光光转换效率为36.38%。结果表明,凭借金刚石晶体优异的光学特性和拉曼性质,可见光泵浦的金刚石拉曼激光器对于实现高功率全固态小型化多波长红光激光输出具有巨大潜力。     

基于拉曼与掺铒光纤混合增益的稳定均衡多波长光纤激光器

介绍了基于色散补偿光纤(作为拉曼增益介质)和掺铒光纤混合增益的多波长光纤激光器.实验证明了拉曼放大机制能够有效地抑制光纤激光器内不同波长激光的增益竞争,实现了在室温条件下均衡、稳定的多波长激光输出.     

200W高功率半导体泵浦固体激光器输出特性研究

通过实验测量了工作电流对半导体激光器发射波长的影响;采用光线追踪法模拟计算出泵浦光在Nd:YAG棒内的分布情况,采用直接泵浦方式,设计了高效率的半导体侧面泵浦Nd:YAG固体激光模块,最大输出功率为218W,最大光-光效率达37%,电光效率约为18.5%。     

百瓦级PCFA/LBO倍频绿光皮秒激光器

近年来,在光电对抗、激光雷达、精密测量、医疗等诸多应用的牵引下,能够同时或交替输出不同波长的激光器得到广泛关注,但是受到激光工作物质中激活粒子固有发射谱及其增益强度的限制,实现多波长激光的功率、波长和时频域的高效可控辐射具有较大难度。非线性光学频率变换技术是拓展激光波长的有效手段,具有系统灵活性强、波长调节范围宽和功率拓展性强等特点。作为一种三阶非线性光学效应,受激拉曼散射(SRS)通过介质内部的分子或晶格振动使入射的泵浦光产生一定的频移,结合其固有的放大、相位共轭、级联转换等特性,基于SRS的拉曼激光器在获得高功率、高光束质量、多波长激光输出中具有显著优势,尤其是以晶体作为拉曼增益介质的多波长激光器一直是激光领域研究的热点。文中介绍了SRS和级联拉曼转换的基本原理,归纳了典型晶体拉曼激光器的分类和基本结构,综述并讨论了基于晶体拉曼转换的多波长激光技术的研究现状。     

基于受激布里渊散射的多波长光载波生成及应用

全固态红光激光器在激光显示、全息存储以及医疗领域有着重要应用,其中多波长红光激光器还可用于差频产生太赫兹辐射。基于三阶非线性效应受激拉曼散射的拉曼激光器是一种突破粒子数反转激光器有限发射光谱制约进而拓展激光波长的有效手段,即能够将注入的单一波长泵浦光直接拓展至一个或几个全新波段。笔者团队研制了一台绿光泵浦的多波长级联金刚石拉曼激光器,利用波长为532 nm、脉冲宽度为11.43 ns的激光作为泵浦源,通过将一阶Stokes黄橙光（573 nm）锁定在振荡器中,实现了红光波段的二阶、三阶和四阶（620 nm、676 nm和743 nm）级联拉曼激光输出,对应三个波长的脉冲宽度分别为10.41、3.75、2.45 ns,总输出能量为0.6 mJ,光光转换效率为36.38%。结果表明,凭借金刚石晶体优异的光学特性和拉曼性质,可见光泵浦的金刚石拉曼激光器对于实现高功率全固态小型化多波长红光激光输出具有巨大潜力。     

可见光/近红外波段多波长皮秒激光研究

针对多波长皮秒激光覆盖谱段较窄、近红外波段激光较难生成等问题,基于受激拉曼散射效应,构建了一套实验系统,采用重频1 k Hz、波长532 nm皮秒激光泵浦KGd(WO4)2晶体,运用聚焦激光束泵浦、泵浦能量优化耦合等方法,实现了可见光、近红外波段多波长皮秒激光的生成,生成七阶斯托克斯光和六阶反斯托克斯光,覆盖谱段415~800 nm,输出总功率达到1.76 W.该研究成果可应用于新型皮秒激光源的研发方面.     

固体薄片激光器和固体热容激光器

介绍了能够实现高平均功率的两种固体激光器：固体薄片激光器和固体热容激光器。给出了它们的工作原理和理论上的工作参数。综述了固体薄片激光器和固体热容激光器的研究历史和现状,指出了高平均功率固体激光器未来的发展方向。     

向100kW进军的固体激光器--浅析国外高能固体激光技术发展现状与趋势

介绍了近10年来国外高能固体激光器的研发慨况，包括同体热容激光器、紧凑有源反射镜激光器、边抽运板条激光器和光纤激光器，以及多台（光纤）激光器卡相干合成技术。此外，还简要介绍了美国空、海、陆三军和海军陆战队对固体激光器的兴趣、100kW固体激光武器在不同条件下的作用距离，以及相关中间成果的利用。     

四倍频Nd：YAG激光在高压氢气中的喇曼频移研究

利用Nd:YAG固体激光器四倍频输出(266nm)在高压H₂中的受激喇曼散射获得多波长的激光输出。当泵浦能量一定时,通过改变H₂压力得到了最佳的能量输出,299nm波长的激光能量为3mJ,341nm波长的激光能量输出为6.1mJ,398nm波长的激光能量输出为2.8mJ,239nm波长的激光能量输出为0.8mJ,同时在477nm,595nm,218nm,200nm波段也有能量输出。     

美国海军舰载激光武器研究进展

近年来,美国海军重点研究了可用于水面舰艇的三种激光器-光纤固体激光器、板条激光器和自由电子激光器。介绍了基于此三类激光器的几款舰载激光武器系统即"激光武器系统"、"战术激光系统"、"板条固体激光器"、"自由电子激光器"的构成、研究现状和试验进展,并讨论了其面临的关键技术问题。