Z80-自控复合腔选支CO_2波导激光器的研究

本研究包括二个内容:第一是关于“F-P”光栅复合腔CO_2波导激光器及其频移特性的研究。数值分析计算结果表明:复合腔的“子腔”进行△L_2=λ/4范围的调节时,其相移△φ使波导腔所产生的频移仅为△ν≤14MHz,它对波导激光器其他特性的影响是很小的。因此,“子腔”的作用可完全等效于一个“F—P”干涉仪,所以复合波导腔的选支过程可分二步进行,ⅰ)转动光栅选择谱线。ⅱ)调节“子腔”长L_2,选取最佳输出功率。第二是用Z80-单板机控制复合     

波导CO2激光器运转状态的判定

研究了封离型CO2激光器运转状态与腔结构参量的依赖关系。表明,对于激光器工作状态的判别,腔菲涅耳数N的量值比参量λ/α更具有直观性和定量性,并指出,N小于或近于1的激光器都是工作于典型的波导激光器状态。实验给出的结果,对波导CO2激光器的设计具有指导意义。     

复合光栅腔可调谐波导CO_2激光器频率特性的研究

本文研究了复合光栅腔可调谐波导CO_2激光器的频率特性,从理论上分析了输出谱线的稳定性和单纵模运转的可能性,并获得了较好的实验结果。     

复合腔可调谐CO_2波导激光器的研究

研究了用光栅复合腔调谐的CO_2波导激光器,在63条激光谱线上获得了激光输出,单支谱线最大功率为1W。分析了复合腔理论,理论与实验结果是一致的。     

标准具在腔内倍频激光器中的波长抑制研究

为了详细研究标准具在腔内倍频激光器中的波长抑制,采用了熔石英的F-P标准具插入全固态腔内倍频激光器的谐振腔内,进行了理论分析和实验验证,发现插入标准具是一种基于对激光谱线选择性损耗的选波长方法,合理控制标准具的倾角和厚度以及工作温度,可以实现单波长的运转。结果表明理论与实验相符,插入标准具抑制了不同波长之间的和频,腔内噪声得到抑制,但是由于损耗较大限制了激光器输出功率。     

分子波导激光器的光电流效应研究

首次报导了关于分子波导激光器光电流效应的理论和实验研究结果。以CO2分子波导激光器为例,由求解速率方程,给出了分子激光光电流信号的数学表达式,并由实验测量研究了光电流信号与各激光工作参量的关系。理论分析与实验结果吻合良好,一致表明分子波导激光器系统具有明显的光电流信号优势,因而展示了分子光电流效应在波导激光器的稳频以及其他领域中的应用前景。     

波导CO_3激光器运转状态的判定

研究了封离型 CO_2激光器运转状态与腔结构参量的依赖关系。表明,对于激光器工作状态的判别,腔菲涅耳数 N 的量值比参量λ/α更具有直观性和定量性,并指出,N 小于或近于1的激光器都是工作于典型的波导激光器状态。实验给出的结果,对波导 CO_2激光器的设计具有指导意义。     

掠入射光栅调谐脉冲染料激光器的复合腔研究

从理论上分析了掠入射光栅调谐复合腔染料激光器的运转特性,得到了复合腔激光线宽变窄与输出能量增加的条件,实验结果与理论一致。     

“波导/自由空间”组合腔激光器的研究

研究了利用腔内空心波导管选横模的新方法的“波导/自由空间”组合腔激光器构型。实现组合腔“多横模振荡单横模高功率密度输出”的核心在于组合腔的自由空间增益区中足够大的多模振荡模体积和中空波导管所限定的最低阶波导模输出。理论上分析了组合腔的可行性和应用前景,并由实验结果所证实。     

红光GaInP/AlGaInP正方形微腔激光器

利用普通光刻和感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了红光GaInP/AlGaInP正方形微腔激光器,光功率电流曲线表明,器件实现了200 K的低温激射。对边长为10μm、输出波导长为30μm的正方形微腔激光器,室温测量得到的纵模模式间距为1.3 nm,所对应的是由输出波导和正方形腔组成的F-P腔的F-P模式。采用二维时域有限差分法(FDTD),模拟研究了侧壁粗糙对正方形腔模式品质因子的影响。     

一种内腔封离型玻璃波导CO2激光器的研制

本文介绍一种玻璃波导CO2激光器，该激光器采用薄波导壁及放电管中间回气等结构改进，使工作气压提高到160乇以上，在无氮气的情况下，长160mm的波导激光器连续输出功率不小于600mw。实验数据有良好的重复性。针对腔镜镀金膜过早损坏、限制器件工作寿命问题进行了机理分析，提出一种同轴阳极方法，并配以CO2催化再生技术，使器件工作寿命大于500小时。     

F-P短耦合腔动态单模半导体激光器

短耦合腔(SCC)半导体激光器通常由半导体激光二极管和外腔反射镜直接耦合组成,由于复合腔损耗调制作用而实现高速调制下的单纵模输出。本文提出的F-P短耦合腔动态单模激光器是以F-P标准具做外反射镜的新结构器件。理论计算表明,参数匹配的F-P SCC激光器,边模与主模的损耗差较单一平面外腔SCC激光器提高约50%,因而将大大有利于实现动态单模输出并提高边模抑制比。理论分析还表明,在激光二极管外腔一侧解理面上镀增透膜对选模有重要意义;选择厚约50～150μm,两面反射率分别为20～40%和约100%的标     

大孔径稳腔连续注入式TEACO_2激光器

本文描述了一台谱线可调大孔径稳腔连续注入TEACO_2激光器,对激光器的运转特性进行了实验研究和理论分析,并定性分析了实现单频输出的可行性.     

共电极折叠腔窄脉冲射频波导CO2激光器设计分析

报道了共电极折叠腔电光腔倒空射频波导CO2激光器的设计方案,为在限定激光器体积的前提下大幅度地提高激光的输出功率,主振激光采用了Z折叠腔结构以及电光腔倒空方式输出激光.本振通道采用单通道结构.此激光器结构可以提高外差频率稳定度.理论分析了控制电光腔倒空过程激光输出波形的方法.     

利用LD自混合干涉的光纤Fabry-Perot传感器

提出了基于半导体激光器(LD)自混合干涉原理的光纤Fabry-Perot(F-P)传感器。采用F-P腔模型推导出了LD输出功率、频率与外部光纤F-P腔长变化的理论关系式,分析讨论了这种传感器的分辨率、测量范围、线性度、灵敏度等特性。实验结果与理论分析基本吻合。与现有的外腔式F-P干涉光纤传感器相比,LD自混合干涉光纤F-P传感器具有结构简单、紧凑、易准直等优点。     

基于级联光纤环的复合环形腔单纵模光纤激光器研究

研究了基于级联单光纤耦合器(OC)和双OC光纤环的复合环形腔光纤激光器的单纵模运转特性。通过对级联单OC和双OC光纤环辅腔的谐振通带特性进行分析,给出了优化双OC环的谐振通带特性以实现稳定单纵模运转的依据.利用构建的这种复合环形腔光纤激光器,实验验证了该理论依据的正确性。当主腔腔长为6.8 m,单OC环环长为0.45 m,双OC环环长约为0.56 m时,选取双OC的耦合比为0.7,单纵模运转的稳定性相对最好,实验与理论分析结果相吻合.     

一种新的横模选择概念与方法

提出并研究了利用腔中中空波导管选择横模的新概念和方法。基于这种方法的复合腔激光器实现了在不施行压缩振荡模体积情况下获得单横模高功率密度输出。理论分析与实验结果表明了这种新技术的诱人的应用前景。     

新型偏振式CO2波导激光器

为了简化偏振式CO2波导激光器的结构与制造工艺,提出了一种具有新型起偏装置的偏振式CO2波导激光器.该起偏装置就是一矩形波导型阴极.利用位于放电波导口处的矩形波导型阴极对腔内光束的特殊作用,使得只有某一偏振方向的光束才能在光腔内形成稳定的振荡,从而输出稳定的偏振光.从理论上分析了该器件的起偏机理,并通过实验测定了该器件的偏振度指标.该新型器件具有结构与工艺简单、价格低廉等特点,其输出光的线偏振度大于98%.     

矩形波导CO_2激光器谐振腔耦合效率研究

为了实现波导CO_2激光调Q脉冲输出,需要搭建半外腔激光器以在谐振腔内插入Q开关。实验研究了波导纵横比m=2的半外腔矩形波导CO_2激光器的输出功率与谐振腔光学结构参数之间的关系,对比了平面反射镜紧贴波导口激光器的输出功率,得到谐振腔模式耦合进入波导口的损耗与谐振腔全反镜曲率半径R以及全反射镜至波导口的距离d的关系。基于菲涅耳衍射积分理论,采用变步长辛普森算法理论计算了m=2的矩形波导谐振腔耦合效率与R、d之间的关系。基于实验及理论结果,得到了适合高纵横比矩形波导CO_2激光器半外腔搭建的两个耦合效率较高的谐振腔光学及结构参数:d=10mm、d=R的位置,并且R越大这两个位置对应的耦合效率越高。     

射频激励金属-陶瓷结构矩形波导CO2激光器的设计与工艺

通过分析波导激光器中的耦合损耗,给出了金属-陶瓷结构CO2波导激光器的设计方案,并对2 mm×2 mm×140 mm的金属-陶瓷结构RF激励波导CO2激光器进行了实验研究,获得3.39 W的输出功率,效率为6%。该项研究对此类器件的进一步发展提供了技术借鉴。