可调谐TEA CO2激光倍频的研究

近年来,随着3～5 μm大气窗口热成像系统的开发和应用,国际上正大力展开这一波段激光光源的研究.迄今在3～5 μm波段尚无直接振荡的小型且操作简便的高功率激光器,人们致力于利用波长转换技术来获得这一波段相干光的开发研究.其中,最引人注目的是利用非线性晶体的TEA CO2 激光倍频的研究.我们利用自行研制的小型可调谐TEA CO2激光器和中科院安徽光机所生长的尺寸为7×8×12 mm3的AgGaSe2晶体,实现了CO2激光的倍频.TEA CO2激光器可输出50多条谱线,输出能量大于50 mJ.AgGaSe2晶体采用I型相位匹配,在CO2激光10.59 μm波长下,其相位匹配角为55.43°.实验中采用改变抽运光入射角的方法获得了20多条CO2激光谱线的倍频光输出,其中在CO2激光的10 P(18)谱线下得到较大倍频光输出1.32 mJ.(OB8)     

可调谐选频CO_2激光器稳频研究

对于1m长的放电管,用100线/mm的铜基底复制光栅,可获得单频输出。对于10.6μm带P(20)支的光栅零级输出功率最高可达4W,选出谱线数达40条,输出功率稳定性优于2％。可用于CO_2激光器频率稳定性研究上。     

可调谐TEACO_2激光在AgGaSe_2中的倍频

在一台小型TEACO2激光器上采用光栅调谐的方法获得了从9．23～10．64μm范围的多谱线输出，其中7条最强的谱线用非线性光学晶体AgGaSe2实现了二次谐波转换。在基波聚焦情况下，用一片优质的14mm长的晶体，获得了R（14）跃迁10．288μm的26％倍颇能量转换效率。     

全固态561nm倍频激光器研究

报道了利用激光二极管端面抽运Nd∶YAG晶体,通过LBO非线性晶体腔内倍频实现的561nm激光输出。LBO晶体尺寸为2mm×2mm×10mm,采用Ⅰ类相位匹配切割。抽运功率为5W时,561nm的最大输出功率为123mW,此时的光-光转换效率为2.46%。实验中发现激光器很容易同时出现556nm及558nm倍频光。从非线性转换效率对基频光振荡的影响角度出发,分析了1112nm与1116nm谱线起振的原因。作为对比,利用允许角范围小的KTP作为倍频晶体进行了同样的实验,KTP晶体的尺寸为2mm×2mm×8mm,采用Ⅱ类相位匹配切割。实验结果显示,在KTP晶体倍频情况下,激光器很容易实现561nm单谱线激光输出。实验结果与理论分析相一致。     

百毫焦腔内KTP光参量振荡2μm脉冲激光器

报道了一台高单脉冲能量的光参量振荡(OPO)2μm固体激光器。采用电光调Q,Nd∶YAG激光器输出的1064 nm激光,抽运腔内两块光轴方向相向放置的KTP晶体,通过双谐振光参量振荡(DROPO)技术获得2μm激光输出。OPO谐振腔由2μm反射镜、两块走离补偿的KTP晶体和2μm输出镜组成。KTP晶体尺寸为8 mm×8 mm×15 mm,切割角θ=53°,φ=0°。OPO采用Ⅱ类相位匹配(o→o+e)。当激光二极管单脉冲能量为1.02 J,电光Q开关频率为30 Hz时,获得了单脉冲能量107 mJ的简并波长2.1μm激光输出,808 nm激光二极管到2.1μm光光转换效率为10.5%,光束质量因子分别为M2x=2.38,M2y=1.56。     

线调谐的长寿命TEA CO2激光器

利用红外光栅调谐的双放电TEA CO2激光器，在CO2的10.4μ带和9.4μ带的P支和R支的86条谱线上获得了激光输出，强线输出能量2j，10P（20）线线宽为0.19cm^-1。激光器一次充气可正常工作几十万次。用光辉引发“闪光”方法成功地纪录了激光输出谱线。该器件已用于激光分离同位素工作。     

HPVB法Fe^(2+):ZnSe激光晶体生长及激光输出特性北大核心CSCD

本文采用纯度为99.999%的颗粒状ZnSe为基质材料,纯度为99.998%的FeSe粉末为掺杂物,通过HPVB法生长了Fe^(2+):ZnSe晶体,晶体尺寸达Φ50.8 mm×120 mm。采用电感耦合等离子发射光谱仪测试了Fe^(2+):ZnSe晶体样品中铁离子掺杂浓度为3.048×10^(18)cm^(-3)。采用粉末XRD衍射仪测试了Fe^(2+):ZnSe晶体样品的X-射线衍射谱,其衍射谱与基质ZnSe样品衍射谱匹配度达92%。采用UV/VIS/NIR分光光度计和傅里叶红外光谱仪测试了Fe^(2+):ZnSe晶体样品的透过谱图,透过谱在波长3.0μm处出现了明显的Fe^(2+)离子吸收峰。采用2.94μm Er:YAG激光器为泵浦源抽运尺寸为10 mm×10 mm×4 mm的Fe^(2+):ZnSe晶体样品,重复频率为100 Hz时,激光能量输出达12 mJ,输出波长调谐范围3.95~4.15μm。     

Nd3+:KGd(WO4)2激光晶体的性能研究

采用熔盐提拉法生长出φ20 mm×60 mm的优质Nd3+:KGd(WO4)2晶体,对晶体三个轴向的光谱进行测试研究表明a轴向的吸收和荧光谱峰最强,最适合于进行激光实验研究.用600 m波长的染料短脉冲(束腰为420μm)激光纵向抽运φ3.5 mm×30mm晶体激光器件,对1352.5 nm激光进行腔内拉曼散射频率自转换,在1539.5 m人眼安全波段实现了44μJ/pulse的激光输出,光-光转换效率为1.26%.用脉冲氙灯抽运φ3.5 mm×26 mm的激光器件,在1.067 μm处得到125.5 mJ的激光输出,激光阈值为≤1.6 mJ.在同等条件下对φ3.5 mm×35 mm的YAG:Nd激光晶体进行了激光实验研究和YAG:Nd3+晶体相比,KGW:Nd3+晶体具有激光阈值低、效率高和输出光为偏振光等优点,因此在小型激光器的应用方面具有明显的优势.     

二维振镜调谐TEA CO2激光器

报道一种快速调谐TEA CO2激光器。该激光器采取紧凑式Ernst电极,火花阵列放电紫外预电离方式,采用二维振镜扫描衍射光栅的方案实现了激光的调谐输出。激光器可输出谱线75支,其中55支谱线输出能量超过1 J,当激光器高重复频率运转时,10P(20)谱线基模能量大于300 mJ,脉冲宽度约为70 ns。这种激光器可以在10 ms内实现9.2~10.8μm范围内任意两条谱线的调谐输出。     

不含热池的11μm附近热带连续波CO2激光器实验研究

报道了一种非流动传统型连续波凹面光栅选支CO2激光器,为了得到11μm附近的一些热带谱线输出,在不加CO2热吸收池的情况下,通过采用较大曲率半径的凹面闪耀光栅(闪耀波长10.6μm、曲率半径10m、刻线150mm-1)和适当地增加腔长(4.5m)来提高谐振腔的选支能力。除了得到常规带0001-[1000,0200]Ⅰ,ⅡR(56)至P(56)100多条谱线之外,还得到11μm附近其它谱线16条,其中包括0111-0310谱带7条、0011-1110谱带1条、同位素C13O2160001-1000谱线5条、C13O2180001-1000谱线3条。所有谱线的输出功率均在1.6W以上。     

激光微熔覆法制备空芯薄膜电感的研究

采用激光微熔覆方法制备了空芯薄膜电感,着重研究了激光功率密度对电感线宽影响,以及薄膜电感的结构参数变化对电感电性能影响。结果表明,线宽随激光功率密度增大而增大;电感量随着圈数增多、中心线间距增大、线宽变大而增大。通过优化激光工艺和结构参数,制备了面积5 mm×5 mm和9 mm×9 mm,线宽100 μm和120 μm,线中心间距250 μm和500 μm,圈数8和16,厚度1 μm的空芯回字型电感,在测试频率100 kHz～1 MHz条件下,电感量为240 nH±3 nH～1.2 μH±3 nH,单位面积电感量可达14.81 nH/mm2。通过实验证明,采用激光微熔覆法制备的微电感,在同样形状和面积下,可提高电感量。     

Synthesis and growth of nonlinear infrared crystal material CdSe via seeded oriented temperature gradient solution zoning method

Single crystals of CdSe were grown by using seeded oriented temperature gradient solution zoning (STGSZ) method with the sizes of 20 mm in diameter and 80 mm in length. The crystals were characterized with X-ray diffraction, transmission spectrophotometer and infrared microscope. The transmission spectra showed that the infrared transmission is above 65% and the mean absorption was 0.01-0.04 cm-1 in the range of 2.5-20 μm.With 2.797 μm Cr, Er:YSGG laser as pumping source,experiments of optical parametric oscillator (OPO) were performed by using fabricated 5mm×5mm×30mm device crystal. The signal and idler wavelengths and the output average power were respectively 4.3 μm, 8 μm and 400 μJ. Optical-to-optical conversion efficiency was obtained by 12%.     

单晶AgGaSe_2红外倍频器

采用竖式布里奇曼法生长了若干优质的ф２０×８０ｍｍＡｓＧａＳｅ２单晶体。经过Ａｇ２Ｓｅ共存下退火的样品，其通光波段透过率几乎都达到反射极限。计算了Ⅰ型和Ⅱ型红外倍频器的角度调谐特性曲线，利用上述晶体制备了１０．６μｍ辐射的Ⅰ型相位匹配倍频器。在一台ＴＥＡＣＯ２激光器的１０．６μｍ信频实验中测得相位匹配角为５６．１°，接收角参数△θ·Ｌ为１．０４°·ｃｍ。     

室温InAsSb长波红外探测器的研制

用熔体外延法(ME)生长出厚度达到100μm的InAsSb外延层,截止波长进入8～12μm波段。测量结果表明,InAsSb材料具有良好的单晶取向和结晶质量,位错密度达到104cm-2量级。室温下,霍尔测量得到的载流子浓度为1～3×1016cm-3,电子迁移率大于5×104cm2/Vs。用此材料制得了2～9μm波段的高灵敏度In-AsSb室温红外探测器。该探测器为浸没型光导元件,安装了镀有SiO或ZnS增透膜的单晶Si光学透镜。在黑体温度为500K、黑体调制频率为800 Hz和外加偏置电流为10 mA的测试条件下,测得293K下该探测器的最高黑体响应度达到168V/W,黑体探测率为2～6×108cm·Hz1/2·W-1,峰值探测率大于1×109cm·Hz1/2·W-1。     

新型L形梁压阻微加速度传感器

介绍了一种新型的基于MEMS体硅加工工艺的L形粱压阻微加速度传感器.在加工过程中采用Si-Si直接键合完成底板与传感器支撑框体之间的粘合,使得后续加工工艺更加简单;采用DRIE释放梁结构,从而保证了梁结构的完整性.分析了该传感器的结构参数和灵敏度,并用ANSYS进行了有限元模拟,同时介绍了其工艺流程,以及封装后的测试结果.芯片尺寸为3.8 mm×3.8 mm×0.82 mm,其中敏感质量块尺寸为2 mm×2 mm×0.4 mm,梁尺寸为2 200μm×100 μm×40μm.经初步测试,在采用5 V电源供电时灵敏度为0.5 mV/g左右,3 dB截止频率为520 Hz左右.     

激光材料的杂质检测系统

报道一台检测激光玻璃中白金颗粒的系统。它是一台由计算机控制的扫描系统,被检测材料尺寸为600mm×300mm×40mm,扫描范围为600mm×300mm,激光能量密度大于20J/cm2,已成功地检测出白金颗粒,小于10μm的白金颗粒也可测到     

320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器

量子阱红外探测器(Quantum well infrared photodetector, QWIP)已经经历了20多年的深入研究,各种QWIP器件,包括量子阱红外探测器焦平面阵列(FPA)的研制也已经相当成熟。但是在国内,受制于整体工业水平, QWIP焦平面阵列器件的研制仍然处于起步阶段。研制了基于GaAs/ AlxGa1-xAs 材料、峰值响应波长为9.9 m的长波320256 n型QWIP焦平面阵列器件,其像元中心距25 m, 光敏元面积为22 m22 m。GaAs衬底减薄后的QWIP焦平面阵列,与Si基CMOS读出电路(ROIC)通过铟柱倒焊互连,并且在65 K工作温度下进行了室温环境目标成像。该焦平面器件的规模和成像质量相比之前国内报道的结果都有较大提高。焦平面平均峰值探测率达1.51010 cmHz1/2/W。     

Study of the Thin Film Pulse Transformer

A great interest has been attracted in planar magnetic devices to miniature various electronic equipment including pulse transformers and inductors, especially for the IT electronics applications and ISND modem systems, such as switching converters and inverters in portable equipments[1~3]. In Internet system,the thin film pulse transformer, with the sandwich structure of core/coil/core and coil/core/coil, in general,will be fabricated directly on ceramics substrate by lithography and ion et…     

激光二极管双端面抽运Tm:Ho:GdVO4 2 μm激光器

报道了激光二极管(LD)双端面抽运Tm∶Ho∶GdVO4固体激光器,在2.049μm处获得连续(CW)和准连续(QCW)激光输出。激光二极管为光纤耦合输出,光纤芯径400μm,数值孔径0.22,输出波长805 nm。激光二极管额定输出功率27.7 W,均分为两束双端面抽运激光晶体。晶体尺寸为4 mm×4 mm×7 mm,Tm,Ho掺杂原子数分数分别为5%,0.5%。分析了Tm∶Ho能级系统的主要能级跃迁和能量转换损耗。为提高激光器的输出功率和转换效率,激光晶体采用液氮制冷。在重复频率5 kHz,10 kHz,20 kHz,调Q以及连续运行模式下,获得了9.4~10.1 W的激光输出,光-光转换效率为34%~36%。最大单脉冲能量为1.9 mJ,最大峰值功率为0.13 MW。讨论了抽运光功率和重复频率对激光脉宽的影响。     

昆明物理研究所大面积水平推舟液相外延碲镉汞薄膜技术进展

报道了近年来昆明物理研究所在富碲水平推舟液相外延碲镉汞外延薄膜制备技术方面的进展。2019年以来,突破了?120 mm碲锌镉晶体定向生长技术,使碲锌镉衬底沉积相和夹杂相密度≤5×103 cm－2,位错腐蚀坑密度（EPD）≤4.0×104 cm－2,?120 mm（111）晶圆衬底的Zn组份分布极差≤0.36%。基于碲锌镉衬底技术的进步,液相外延碲镉汞薄膜的最大生长尺寸达到了70 mm×75 mm,薄膜位错腐蚀坑密度均值为5×104 cm－2,X射线双晶回摆曲线半峰宽（DCRC-FWHM）≤35 arcsec,部分可控制到25 arcsec以下;50 mm×60 mm尺寸长波碲镉汞薄膜的厚度极差≤±1.25 μm,室温截止波长极差≤±0.1 μm,中波碲镉汞薄膜相应指标分别为≤±1 μm、≤±0.05 μm。材料技术的进展促进了制冷型碲镉汞探测器产能提升和成本的降低,也支撑了高性能长波/甚长波探测器、高工作温度（HOT）探测器以及2048×2048、4096×4096等甚高分辨率高性能探测器的研制。