气体的激光光声光谱及其应用

我们建立起一个用光栅调谐的、CO_2激光器作光源的激光光声光谱装置.在C0_2发射波长范围内测定了乙烯、丁二烯、三氯乙烯、苯、氨、甲醇和偏二甲肼等气体的吸收谱图.     

基于液晶/聚合物光栅的可调谐双波长有机激光器

本文报道了基于液晶/聚合物光栅的可调谐双波长有机激光器的制备,并研究了激光器出射激光的电调谐以及周期调谐性能。利用激光染料4-二氰亚甲基-2-甲基-6-对-二甲基氨基苯乙烯-4H-吡喃(DCM)和有机半导体材料聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯乙炔](MEH-PPV)同时作为增益介质,液晶/聚合物光栅作为谐振腔得到可调谐双波长有机激光器,对激光器施加电压或者改变液晶/聚合物光栅的周期可调谐激光器的出射波长。双波长有机激光器从DCM和MEH-PPV中出射的激光波长分别为608.3nm和632.1nm,在外加电场的作用下,出射激光波长分别蓝移了9.6nm和1.7nm。随着光栅周期从394nm增加到406nm,出射激光波长分别红移了18.4nm和19.2nm。本工作为可调谐有机双波长激光器的研究提供了有益的指导和借鉴意义。     

声光调Q CO2激光器波长调谐理论分析与实验研究

采用旋转光栅法实现了声光调Q CO2激光器可调谐脉冲激光输出。理论分析了CO2激光波长调谐特性,发现调节各支谱线腔内损耗是实现激光波长调谐的有效方法。进而理论计算了特定设计波长闪耀光栅的衍射效率与激光波长间的关系,结果显示光栅调谐的激光谱线自准直角与光栅闪耀角一致时具有最高的衍射效率。采用闪耀角分别为31.97（闪耀波长10.59 m）和28.71（闪耀波长9.60 m）的光栅实验研究了声光调Q CO2激光器波长调谐特性,分别获得了65条和75条激光谱线。实验结果显示:光栅设计闪耀波长处于弱激光增益分支时可获得更多条激光谱线,该实验与理论计算结果相符。在脉冲重复频率为1 kHz时,获得10.59 m激光脉冲宽度为160 ns,平均功率4.2 W,脉冲峰值功率26.25 kW,且稳定性良好。     

光栅型可调谐掺铥连续光纤激光器研究进展

2 μm波长可调谐掺铥连续光纤激光器具有调谐范围宽、输出线宽窄和噪声低等特点,在激光雷达、遥感、光通信、光谱分析、环境监测及激光医疗等领域具有重要应用,近年来成为光纤激光技术领域的研究热点.文章首先介绍了可调谐光纤激光器中实现波长选择的各类光栅元件的基本结构及工作原理,涉及到的光栅元件主要包括闪耀光栅、体布拉格光栅和光纤光栅;其次重点阐述了基于光栅的可调谐掺铥连续光纤激光器在国内外的研究进展,最后对其未来的发展趋势做出展望.     

光泵氨分子12μm受激辐射

12μm高功率激光对激光分离同位素和激光化学的研究是一个重要的波段。而采用高功率、高效率的脉冲CO_2激光器光泵NH_3分子是产生高功率、高效率的12μm激光的极好途径。许多外国学者采用线调谐TEA CO_2激光器为泵浦源光泵NH_3分子产生12μm激光,我们以高气压频率可连续调谐的脉冲CO_2激光器为泵浦源,研究NH_3分子的受激辐射情况。泵浦源是运转在8～12大气压下的连续可调CO_2激光器。输出为TEM_(00)模。采用频率调谐谐振腔,其一端有扩束镜和光栅,另     

基于闭合腔的光纤激光器波长选择技术

将由中心波长各不相同的多个光纤光栅组成的光栅串置于一腔中,与另一个环形腔构成基于闭合腔的波长可调谐的光纤激光器.通过选择可调谐F-P滤波器的透过波长与某个光栅的中心波长一致,在腔中共振形成激光输出,实现了该激光器的波长可调谐技术.     

大范围可调谐液晶/聚合物光栅有机半导体激光器

基于液晶/聚合物光栅,以MDMO-PPV为增益介质,在抽运增益介质层不同位置处对出射激光波长进行粗略调谐,通过施加外部电压对出射激光波长进行精密调谐,最终得到调谐范围为18 nm、可连续精密调谐的液晶/聚合物光栅有机半导体激光器。该研究可为改进可调谐分布反馈有机半导体激光器提供一些新思路。     

内腔亚波长光栅MEMS VCSELs的波长调谐范围

微机电系统(MEMS)垂直腔面发射激光器(VCSELs)是一种特殊光源,具有低功耗、高调制速率、宽波长调谐范围、易耦合等优点,被广泛应用于激光通信领域。为提升激光器工作性能,如扩大波长调谐范围、提高偏振对比度等,需要优化内腔亚波长光栅结构参数来改善腔内光场分布以及偏振输出模式。基于等效介质理论(EMT),并结合薄膜理论设计了针对调谐范围中心波长为850nm、GaAs材料的亚波长光栅的较优周期、占空比、脊高的取值。分析了横电(TE)、横磁(TM)光,占空比与脊高对光栅透射率的影响。另外,通过系统模拟,对比了未刻蚀光栅、光栅未优化及光栅优化后的激光器波长调谐范围,结果表明:针对特定波长调谐范围及光栅材料,通过优化光栅参数可实现光栅对TE或TM光的增透,增强半导体腔和空气隙之间光场的耦合,进而扩大激光器的波长调谐范围。     

我国制成新型可调谐染料激光器

中国科学院上海光机所制成一种新型可调谐染料激光器.这台激光器采用Nd~(3+):YAG倍频激光和三倍频激光泵浦,用微机控制由光栅和棱镜组成的调谐系统,自动调谐激光器的输出波长,并同时自动显示激光波长.连续调谐范围复盖着整个可见光区(波长从0.42μm至0.71μm),激光脉冲宽度在30～50ps之间,平均功率大于2mW,峰值脉冲     

光纤光栅外腔半导体激光器波长调谐方法研究

可调谐光纤光栅外腔半导体激光器（FBG-ECL）激射波长由光纤光栅布喇格波长决定,调谐光纤光栅布喇格波长可以改变激光器的激射波长.重点介绍采用轴向应力、径向应力和温度对光纤光栅布喇格波长的调谐.布喇格中心波长的偏移与轴向应力、径向应力和温度等变化量均呈极好的线性比例关系,且在较大的测量范围内一直保持线性关系.详细说明了光纤光栅外腔半导体激光器采用这三种方法调谐时的特点、适用范围,并对它们的性能进行了比较,给出在不同条件下适合的调谐方法.     

频率可调CO_2波导激光器

频率可调CO_2波导激光器是一种高增益可调谐激光器,在激光通讯、光雷达、污染探测以及光谱学等应用方面十分引人注目,因此近几年来发展较快。 一般低气压CO_2激光器的调谐范围受到CO_2激光跃迂的多普勒宽度(约为53兆赫的限制,自1964年美国贝尔电话实验室的Marcatili和Schmeltger提出空心介质波导激光器的设想以及由Smith于1971年首先制成He—Ne波导激光器以来,人们采用减小放电管直径,增大气体压强,使激光器的谱线压力展宽,制成了高气压可调谐CO_2波导激光器。获得了千     

光纤布拉格光栅半导体激光器的稳定性

介绍了由光纤布拉格光栅（FBGs）组成的光纤激光干涉仪中半导体激光二极管波长稳定和调谐改进的方法,发展了基于分层介质（LDM）和传输矩阵结合法进行高精度计算任意光纤光栅（切趾、啁啾等）的模拟方法。在模拟和商业可得到的光纤光栅测量基础上,设计了1种特殊的100mm长切趾型光纤布拉格光栅。我们期望FBG在改进760nm波长半导体激光器的线宽和无跳模调谐范围的应用中能提高基于这些二极管的光纤激光干涉计的分辨率。建立了基于垂直腔面发射激光器（VCSEL）的绝对光纤激光干涉仪,使用FBG进行稳定波长和控制调谐范围,并对其装置进行了介绍。     

MEMS波长可调谐激光器及其进展

论述了MEMS波长可调谐激光器及其进展。介绍了几种不同类型的波长可调谐激光器,如基于表面微机械反射镜的MEMS可调谐激光器、基于深腐蚀圆形反射镜的MEMS可调谐激光器、基于闪耀光栅的MEMS可调谐激光器、基于阵列集成的MEMS可调谐DFB激光器和VCSEL基MEMS可调谐激光器。     

基于CFG的连续TTD系统研究

提出并实验验证了一个四通道的基于啁啾光栅的连续可调光控延时系统,该系统适合于频率达10 GHz的相控阵天线的波束形成及扫描,使用一种基于啁啾光栅的延时网络和一种新型的波长等间隔增大或减小的多波长可调谐线性腔光纤激光器.光纤激光器的等波长间隔,通过相等增量的作用力挤压或拉伸激光谐振器中固定在一个有机塑料盘上成一定的角度相邻的布拉格光栅来调谐.光控延时是通过被调制光在一个线性啁啾光栅的不同位置反射而实现,波长等间隔激光可获得等间隔的延时.     

脉冲TEA CO2激光器输出波长的温度漂移

当工作气体温度变化时,脉冲TEA CO_2激光器的输出波长也可能发生变化,此现象称为输出波长的温度漂移。通过建立六温度理论模型,用数值计算的方法揭示了平凹稳定腔脉冲TEA CO_2激光器输出波长的温度漂移规律。计算结果表明,这种激光器输出光谱为多谱线结构,工作气体温度升高,激光输出波长向长波长方向移动;工作气体温度降低,激光输出波长向短波长的方向移动。计算结果还表明,激光输出波长随温度的漂移局限在10P支内,没有9μm带与10μm带之间的跨带移动,因此,采用光栅谐振腔,可抑制脉冲TEA CO_2激光器输出波长的温度漂移,稳定激光输出波长。     

小型TEA CO2激光器的自动快速调谐系统研究

差分吸收激光雷达能够实现实时遥测大气中微量污染物和战场上的化学战剂,该领域的研究目前已成为新的热点.CO2激光谱线丰富,基本覆盖了大多数污染物和毒剂的吸收谱区.因此,可调谐小型TEA CO2激光器成为CO2差分吸收雷达的理想光源.差分吸收雷达要求其光源能够在"大气冻结时间"内发射两个不同波长的激光,以消除大气波动引起的测量误差,提高探测距离和准确度. 研制的小型TEA CO2激光器的自动调谐系统,采用单片机作为控制系统的核心,通过软件编程实现调谐触发系统的工作,实现了激光的快速调谐输出.调谐触发控制器检测红外光电传感器,精确定位衍射光栅的初始位置.由高频步进电机及精密减速装置控制光栅的转角变化,在所需波长的角度位置,控制器延迟触发激光器主放电,输出激光.在激活体积10×12×350 mm3、谐振腔长500 mm的封离式激光器中,实现了在≤=10 ms时间内快速调谐输出两个不同波长的激光.激光波长再现性达到0.1～0.5 nm,调谐系统工作稳定,有效实现电磁兼容.经实验验证,该调谐触发控制系统调谐速度快.(OA9)     

纯弯梁无啁啾光纤光栅调谐方法

利用简支梁和悬臂梁调谐光纤光栅布喇格波长将造成光纤光栅啁啾。提出了一种新型的纯弯梁调谐方法 ,并进行了理论和实验研究 ,实现了光纤光栅无啁啾调谐 ,用于光纤光栅外腔半导体激光器获得了± 1nm的激光波长稳定连续调谐     

基于相移光栅的多波长掺铒光纤激光器的实验研究

提出了一种基于相移光栅(PSG)的多波长掺铒光纤激光器的结构。在该结构中,使用双相移点相移光栅作为波长选择器件,该光栅是在普通布拉格光栅上插入两个相移点而形成的。以980nm的激光二极管(LD)作为抽运源,通过调整偏振控制器(PC),在室温下得到了稳定的三波长激光输出。通过连续25min的观察,观测到输出波长的峰值波动范围小于0.6dB。研究了相移光栅激光器的温度特性,通过设置不同的温度(25℃～85℃),实现了此类基于相移光栅激光器的微调谐。该掺铒光纤激光器可同时输出多个稳定的波长,因此可应用于多波长干涉测量以及全光通信等领域中。     

405nm波段光栅外腔窄线宽蓝紫光半导体激光器

自由运行的半导体激光器由于谱线较宽而无法满足如拉曼散射等对线宽有要求的应用需求,因此获得线宽较窄、波长稳定的半导体激光器十分必要。采用反射式全息光栅作为谱线窄化元件,研究了在Littrow布局下的405 nm外腔半导体激光器。反射式全息光栅的加入,使得光栅面和半导体激光器的输出面组成耦合外腔,这在很大程度上改善了405 nm半导体激光器的线宽性能。实验结果表明,通过加入2400 line/mm的反射式全息光栅形成外腔反馈,半导体激光器的阈值电流由31 m A下降到22 m A,谱线宽度从自由运行时的1 nm减小到0.03 nm以下,实现了窄线宽输出,并且在工作电流为100 m A时,得到窄线宽半导体激光器的输出功率为28 m W,为自由运行半导体激光器输出功率的31.7%。此外,通过调节反馈光栅的角度,实现了较大电流范围的激光波长的连续调谐,最大调谐范围达3.5 nm。     

双波长可调谐TEA CO2激光器的脉冲输出特性

为了获得两束波长不同的可调谐CO2激光脉冲,采用了双光栅与输出镜构成双谐振腔的结构没计。实验中,对影响激光器脉冲输出能量和调谐范围的参量作了具体分析。结果表明,两个谐振腔可以独立振荡输出不同波长的两束激光,二者之间不存在竞争影响,并且均可在大范围内调谐输出;通过对两个光栅做小幅度失谐调整,可以实现两束激光脉冲同步输出。