高能激光器抗失调谐振腔的输出特性

在脉冲TEA CO2 激光器中采用角隅反射镜作为全反镜,平行平面镜作为输出镜组成新型激光谐振腔。本文重点研究了角隅谐振腔气体激光器的抗失调特性,并与平凹腔气体激光器进行了对比。在平面输出镜失调角同为6角分时,实验结果表明若平凹腔激光器的单脉冲输出能量下降47% ,角隅腔激光器的单脉冲输出能量仅下降8%,且近场光斑光强分布没有明显变化。当砷化镓输出镜透过率分别为71%、40%和30%时,角隅腔激光器的单脉冲输出能量分别为6. 46J、4. 6J和3. 4J。使用模式仪测量,其结果表明:角隅腔激光器近场光强分布均匀。     

高功率脉冲激光器抗失调谐振腔的研究

为简化高功率激光器谐振腔结构,提高激光器特别是高功率脉冲激光器的稳定性,增加基模体积,改善光束质量,采用直角内外圆锥面组合反射镜作为全反镜,平行平面镜作为输出镜组成新型激光谐振腔。使用高功率脉冲CO2激光器,研究了新型激光谐振腔的单脉冲输出能量和直角内外圆锥面组合反射镜失调角的关系以及新型腔激光器在全反镜失调时输出光斑的改变,并和平凹稳定腔脉冲CO2激光器进行了比较。实验结果表明,若两种激光器的全反镜失调角相同,组合锥面全反镜谐振腔激光器的单脉冲输出能量降低的程度不到平凹腔激光器的50%。在组合锥面全反镜失调角达到6′时,新型激光谐振腔激光器输出光斑形状没有明显变化。新型激光谐振腔的抗失调稳定性远超过平凹稳定腔。     

分布反馈谐振腔拉曼自由电子激光振荡器获得成功

中国科学院上海光机所王明常副研究员的自由电子激光器课题组,首次研制出具有分布反馈谐振腔的拉曼自由电子激光振荡器。该谐振腔满足布拉格条件成为分布反馈腔,取代传统的激光器反射镜,解决了反射镜阻挡电子束同轴通过和大功率激光损伤两个关键技术问题。     

双镜环行行波激光器

提出了一种全新的固态双镜立体环行行波激光器.此类激光器的谐振腔仅由两面反射镜组成,其中一面反射镜直接镀制在激光介质上,激光束在腔内沿立体环形光路行进,形成闭合谐振回路.利用Nd:YAG作为工作介质和双凹稳定谐振腔型,实现了用激光二极管(LD)抽运的多种双镜环行行波激光的稳定运转.实验结果表明此类激光器具有结构简单、调整容易、稳定性好的优点,并可望通过多点纵向抽运实现热效应低的高效率、高光束质量、大功率全固态激光器,单向输出的基频光和/或倍频光的单频激光器,以及高重复频率、短腔长的锁模激光器.     

自由电子激光的掠射环形谐振腔

光学谐振腔是激光振荡器的关键部件.对于高功率白由电子激光器,腔内有很高的功率密度,从几百兆瓦/cm~2到几千兆瓦/cm~2,将引起反射镜的功率破坏,这是自由电子激光谐振腔设计的突出待解决问题. 我们采用一组双曲面-抛物面非球面系统,组合成掠射环形谐振腔.使自由电子激光掠入射到双曲面镜上,由抛物面镜准直,并构成环形谐振腔.光束在腔内往返振荡,光束在抛物面上口径扩大6倍,从而提高了反射镜膜层承受大功率激光的能力,有效防     

栅网耦合的光泵腔式亚毫米波激光器及最佳工作气压研究

采用电感性金属网栅作为光学谐振腔的反射镜和输入输出耦合器 ,设计制作了长度分别为 10 0cm、2 0 cm和 10 cm的 Fabry- Perot腔式亚毫米波激光器。运用半经典密度矩阵理论 ,通过迭代法计算了光泵腔式 NH3分子亚毫米波激光器的最佳工作气压。在实验上测量了 TEA CO2 - 10 R(8)和 9R(16 )泵浦上述 NH3分子亚毫米波激光器的最佳工作气压。理论计算与实验结果一致。     

光轴位置及腔镜变形对多折腔输出特性的影响

本文研究在高功率横流CO2激光器多折腔中,影响光轴位置的几个因素及对输出特性的影响,并用实验方法确定了多折腔的最佳光轴位置。研究了多折腔中反射镜产生形变的原因,并从谐振腔参数出发,找到了克服这类腔型反射镜形变对输出特性影响的措施。     

专利

德国J.Sacher(AmKahnelPlatzg,35041MarlurgGer)提出一种新颖的二极管激光器设计方案.二极管激光器的可调谐结构是由至少一个光学准直透镜系统、一个折射光栅、一个可旋转的调节臂和谐振腔组成.可调谐结构中的透射元件镀增透膜.外谐振腔是Littman结构,其长度可变.腔中的端反射镜安装在可调节臂上.用可调节臂调节臂的位置和腔端面反射镜表面和旋转臂转轴的位置以补偿激光器中所有组件的一级色散.(美国专利号:58675ll2)(NO.55)     

自由电子激光器近共心谐振腔准直误差分析

随着自由电子激光器的发展,射频自由电子激光器多由放大器结构改进为振荡器结构。其谐振腔多采用近共心腔。这种腔反射镜的曲率中心几乎重合,这样使得腔内的高斯光束分布尽量复盖电子束的空间分布,在空间上匹配,以维持光束和电子束的相互作用。由于近共心谐振腔具有较高的准直灵敏度,反射镜的调整误差将会影响到腔内光束和电子束空间上的匹配,从而降低自由电子激光器的增益。因而,对于自由电子激光器近共心谐振腔的的准直误差容限的分析,具有实际的意义。     

波导CO2激光器输出镜的研究

通过实验，证明了高功率CO2波导激光器输出镜使用砷化镓是必须的，而锗只适用于低功率波导CO2激光器。讨论了透过率与输出功率的关系和谐振腔材料对输出     

4.2W 连续波运转的LD泵浦Nd:YVO4/LBO 457nm蓝光激光器

报道了采用大功率光纤耦合模块端面泵浦Nd:YVO4晶体,LBO腔内倍频的高功率4.2 W连续波457 nm蓝光激光器.通过优化谐振腔设计和器件参数,使准三能级方式运转的914 nm激光得以高效率工作,并在此基础之上通过腔内倍频获得高功率的倍频蓝光输出.最终在泵浦功率为31 W时,蓝光输出功率达4.2 W,相应的光-光转换效率达13.5%,8 h连续工作激光输出功率的稳定性为1.2%.     

Investigation on switchable operation states in a Tm/Ho co-doped fiber laser based on nonlinear optical loop mirror

The nonlinear pulse dynamics have been studied in a thulium/holmium co-doped passively mode-locked fiber laser based on nonlinear optical loop mirror (NOLM). By enhancing the nonlinear effect of the cavity and without changing the polarization state of the cavity, four types of operation states that switch between each other, including the basic mode-locking pulse, the two solitons pulse, the bright-dark pulse, and the harmonic mode-locking pulse, can be obtained. Compared with the laser of single mode-locking state, passively mode-locked fiber lasers (PMLFLs) with switchable operation states can be used in a wide range of applications, such as optical communication, material processing and optical fiber sensing technology.     

高功率高重频TEA CO2激光器激光放电腔技术

介绍了高功率、高重频TEA CO2激光器激光放电腔的放电电路、结构及特点,针对该系统的性能实施了合理的技术设想及研究方法。在分析高功率TEA激光器技术基础上,讨论了TEA CO2激光器激光放电腔的基本机理。该系统由多只具有储能充、放电功能的陶瓷电容,通过低阻抗匹配传输线、放电电极和紫外光预电离装置向激光器高能放电腔注入电能,获得高重复频率脉冲和高能量脉冲,经光学谐振腔窗口输出高功率激光。描述了储能充放电路、高压快脉冲、低阻抗匹配传输线、放电电极和紫外光预电离等技术的具体应用。     

主喷管总温对MGDL小信号增益系数的影响

在国内外数值模拟工作的基础上,建立了更加准确的"混合型气动CO2激光器(简称MGDL)"增益场计算程序。利用该程序,一方面研究了基于筛形喷管的混合型气动CO2激光器光腔中的小信号增益分布规律;另一方面着重研究了主喷管入口总温对基于筛形喷管的混合型气动CO2激光器小信号增益系数的影响规律。计算结果表明:当其他参数不变时,主喷管入口总温存在一个最佳值,使得光腔中的小信号增益系数最大;当主喷管入口总温小于这个最佳值时,随着主喷管入口总温的增加,光腔中相同位置处的小信号增益系数逐渐增大;当主喷管入口总温大于这个最佳值时,随着主喷管入口总温的增加,光腔中相同位置处的小信号增益系数逐渐减小。此外,分析了主喷管入口总温对小信号增益系数的影响机制。     

高功率266 nm全固态单频连续波激光器研究进展

高功率单频连续波266 nm激光在大容量信息存储、高分辨光谱监测及高精度紫外光刻等领域具有重要应用价值,近年来已成为国内外紫外激光领域的研究热点之一。文中首先综合比较了用于产生高功率266 nm紫外激光的非线性光学晶体基本性能,并根据主要的激光器频率锁定方法,重点分析了H?nsch-Couillaud (H-C)频率锁定和Pound-Drever-Hall (PDH)频率锁定方法的优缺点以及连续波单频266 nm激光器发展现状,介绍了本课题组最新研究成果,即基于H-C频率锁定方法实现了功率1.1 W的单频连续波266 nm紫外激光稳定输出。最后,针对进一步提升全固态单频连续波266 nm激光器性能亟需解决的问题和可能解决路径进行了简要分析和展望。     

中物院高功率THz FEL装置波导的物理设计

针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合目前FEL实验的实际情况,完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了不同频段实验所需合适的波导间隙。理论分析与数值模拟表明,光腔加入波导管后减少了腔损耗,使腔内增益提高约30%。完成了不同波导间隙在不同频段的影响计算,并确定了不同频段合适的波导间隙。进一步考察了波导间隙在14 mm和22 mm时对光腔质量及品质的影响。     

Diode-end-pumped Nd:YVO4/LBO lasers with 4.2W continuous-wave output at 457 nm

A continuous-wave (CW) 457 nm blue laser operating at the power of 4.2 W is demonstrated by using a fiber coupled laser diode module pumped Nd: YVO4 and using LBO as the intra-cavity SHG crystal With the optimization of laser cavity and crystal parameters, the laser operates at a very high efficiency. When the pumping power is about 31 W, the output at 457nm reaches 4.2 W, and the optical to optical conversion efficiency is about 13.5% accordingly. The stability of the out putpower is better than 1.2% for 8 h continuously working.     

一种激光折叠腔稳定性分析及设计的新方法

为了对激光谐振腔进行优化设计,运用光学传输矩阵理论,借助V型折叠腔激光器的等效简化模型对该激光腔的稳定性进行了研究.分析了腔长、折叠镜焦距、反射镜曲率半径与系统稳定性的关系,得到以失调量为参数的稳区临界曲线方程,实现了三镜折叠腔型CO2斩光盘式调Q脉冲输出激光器的设计.分析结果表明,对于子腔预先给定的参量,只要另一子腔满足适当的失调量,整个谐振腔就是稳定的.任一子腔内有二个稳定区而非以往研究者提出的一个稳定区,可根据需要选取最佳的稳定点.采用失调量而非g因子作为参数,直接给出稳定区范围和失调误差,使用性好.     

Diode-end-pumped Nd:YVO4/LBO lasers with 4.2W continuous-wave output at 457 nm

A continuous-wave （CW） 457 nm blue laser operating at the power of 4.2 W is demonstrated by using a fiber coupled laser diode module pumped Nd： YVO4 and using LBO as the intra-cavity SHG crystal. With the optimization of laser cavity and crystal parameters, the laser operates at a very high efficiency. When the pumping power is about 31 W, the output at 457 nm reaches 4.2 W, and the optical to optical conversion efficiency is about 13.5% accordingly. The stability of the output power is better than 1.2% for 8 h continuously working.