SBS激光器实验研究

YAG棒激光器的热效应可引起波前畸变，利用受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜(PCM)能补偿这些畸变。实验研究SBS对激光棒热效应的影响。通过SBS振荡腔的新颖设计，在抽运能量为17J，重复频率为5Hz时，得到稳定输出的能量为19mJ、脉宽为10．7ns的高质量激光脉冲。     

适用于受激布里渊散射激光器时起始腔研究

在用受激布里渊散射相位共轭腔的固体激光器中,起始腔对输出光束质量有较大影响。本文利用模体积与g因子间的关系分析了处于临界稳定区的凹凸腔特性,从而实现该种起始腔参数的优化。对于YAG激光棒,通过采用该种起始腔,在抽运能量为27J,重复频率为10Hz时,得到稳定输出的能量为54.5mJ、M2为1.2的高质量激光。     

改进的YAG对撞增强型相位共轭腔研究

报道了在YAG激光器上运行一种改进对撞增强型YAG受激布里渊散射(SBS)相位共轭激光腔(改进型对撞腔)的输出特性。与未改进型撞腔相比,改进型对撞腔最高能输出150mJ的能量,输出脉宽最窄为11ns,光束发散角为1．1mrad;同等条件下,改进型对撞腔输出能量约提高了约40％,脉冲压窄了约10ns,发散角减小0．1mrad。     

YAG对撞增强环型相位共轭腔起伏性的研究

报道了在YAG激光器上运行一种新型的对撞型受激布里渊散射环形相位共轭腔,该腔具有较低的启动阈值,与通常的相位共轭腔比较,该腔输出能量和输出峰值功率的大小和稳定性都有很大的提高.实验给出了不同参量条件下的输出能量以及峰值功率的情况.     

熔石英棒和光纤构成的新型复合型相位共轭镜

提出一种使用熔石英棒和光纤构成的新型复合型相位共轭装置,并在实验中得以实现.这种组合将具有高的激光损伤阈值的大直径熔石英棒和具有较低的受激布里渊散射(SBS)阈值的光纤结合在一起,构成了振荡-放大形式的双池式受激布里渊散射结构,使得从光纤受激布里渊散射反射的斯托克斯光注入到熔石英介质中形成了强迫受激布里渊散射过程.在这种机制下,该复合型相位共轭镜较之单块熔石英棒、单根光纤或组合芯径光纤这三种形式的相位共轭镜,具有更低的受激布里渊散射阈值和更高的受激布里渊散射反射率,而且可以在较高的输入功率下运行.实验中将其用于高重复频率高功率的激光二极管(LD)抽运激光主振荡放大(MOPA)系统中,在100 Hz重复频率下获得了42.05%的反射率,并且获得了很好的光束质量,光束质量因子M2值从输入光束的3减少到1.6,反射光斑稳定.在400 Hz下光束质量因子M2值达到1.7.     

受激热散射与布里渊散射的竞争及其共轭特性

研究了因掺杂硝酸铜而具有不同吸收系数的丙酮液体作为主振荡功率放大(MOPA)系统相位共轭镜时．液体中受激热散射(STS)与受激布里渊散射(SBS)之间的竞争及其相位共轭输出特性。结果显示．随着吸收系数的增加．受激热瑞利散射(STRS)将抑制受激布里渊散射或受激热布里渊散射(STBS)而成为主导过程．且其增益随着吸收系数的增加而增加．能量相对起伏随着吸收系数的增加而降低：由于阈值效应．弱抽运时受激热瑞利散射与受激布里渊散射一样将丢失原始波前中较弱的相位信息：在适当的吸收系数和抽运条件下利用吸收液体中的受激热瑞利散射获得高品质相位共轭是完全可能的。     

具有脉冲压缩器和相位补偿器的激光系统

随着非线性相位共轭光学的发展,已提出各种形式的相位共轭腔及补偿激光放大器相位畸变的相位共轭镜.在文献[3]实验研究了具有受激布里渊散射(SBS)共轭镜的复合激光系统,采用偏振隔离技术已获得200mJ以上.文献[4]采用普通的毛细管布里渊室,用红宝石激光脉冲作泵浦光,观察到激光脉冲压缩现象.文献[5]用长的锥形毛细管布里渊室实现了较高倍数的激光脉宽压缩.本文把锥形毛细管布里渊散射共轭镜用于[3]中所提出的复合激光系统.     

用CH_4气体SBBS作为相位共轭镜的（Nd，Ce）∶YAG激光谐振腔特性的研究

利用高压ＣＨ４气体中的受激布里渊散射作相位共轭反射镜，组成（Ｎｄ，Ｃｅ）：ＹＡＧ激光腔，获得了６２．７ｍＪ近ＴＥＭ００模的激光脉冲，提出了ＳＢＳ相位共轭谐振腔是由不同腔长的谐振腔叠加的新概念。     

诱导式受激布里渊散射相位共轭腔

提出利用受激布里渊散射（ＳＢＳ）的相位共轭及脉宽压缩效应,在ＮｄＹＡＧ激光器上构造一种诱导式相位共轭腔装置,实现了能量大于２５０ｍＪ,脉宽小于５ｎｓ的共轭激光输出,并给出了相应的测试结果。     

SBS相位共轭技术在激光大气传输中的应用

评述了受激布里渊散射相位共轭技术在激光大气传输中的应用,重点分析了在激光大气传输过程中利用受激布里渊散射阈值效应可以在目标上主动获得小面积信标光斑的方法及利用SBS相位共轭实现激光大气传输的闭环过程,指出其发展前景。     

脉宽可调YAG激光器稳定性的实验研究

对脉冲Nd:YAG激光器抽运的双池受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜进行了实验研究,将相位共轭镜后向反射光束馈入YAG放大级,经放大级放大,由偏振片耦合输出的激光束具有高质量、脉宽可调的特点,远场发散角接近1倍衍射极限。同时研究了远场发散角和输出能量稳定性随抽运能量及双池间距的变化关系,通过选用最佳抽运能量,远场发散角及激光器总体输出能量的波动性都可以控制在5%以内。     

KTP晶体环形腔外腔倍频Nd∶YAG激光光束特性的研究

为了解决精细聚焦问题,采用Nd∶YAG倍频技术以获得短波长激光器。在激光烧结技术、获取短波长激光的方法、短波长激光光束特性等方面进行了研究和探讨。从理论和实验两方面,研究了利用KTP晶体对Nd∶YAG激光进行环形腔外腔倍频的方法。这种倍频所利用的基频光最大平均功率为50W,采用声光调Q技术,频率约为1005Hz。当基频光平均功率约为35W的情况下,实验中光光转换效率约为314%。利用BEAMCODESYS光束质量分析系统对二次谐波与基波光束质量进行了比较,并比较研究了二次谐波与基波的聚焦特性。实验中测定的二次谐波TEM00模所占比例约为95%。利用短波长可以获取更小聚焦尺寸,可以在激光粉末成型中得到更微小的成型尺寸,展示了二次谐波在微成型方面应用的初步成果。     

单级静态高峰值功率灯抽运脉冲Nd∶YAG固体激光器

报道了采用对称平面平行腔结构实现单级静态输出30 kW高峰值功率灯抽运Nd∶YAG固体激光器的研究结果。从速率方程出发,推导出脉冲Nd∶YAG固体激光器的单脉冲能量表达式,模拟出输出镜最佳透过率及最大输出能量。通过实验选取激光器工作的最佳参数,研制出一台高峰值功率灯抽运脉冲Nd∶YAG激光器,理论模拟和最佳实验结果基本一致。激光器在最大输入电压为800 V,脉宽为2 ms时,输出最大单脉冲能量60 J,最大峰值功率30 kW,光束质量M2为5.9,总体电光转换效率3.3%。在最大输入电压为800 V,脉宽为1.5 ms时最大平均功率405 W。采用该激光器切割6 mm低碳钢和4 mm不锈钢,在脉宽为2 ms,频率为6 Hz,峰值功率为30 kW时,切割4 mm不锈钢速度为1 mm/s,切割6 mm低碳钢速度为1.5~2 mm/s。     

全固态单模Nd:YAG激光器输出特性优化的实验研究

为了实现高功率全固态激光器的高输出光束质量,使用1mm直径Nd:YAG激光棒和单一二极管激光模块侧面抽运的简单激光腔设计来实现功率高于10W、光束质量接近衍射极限的TEM00模输出。通过使用小口径激光棒抑制高阶横模振荡、曲面后反镜和负透镜组合补偿热透镜效应和实验优化后反镜的曲率半径、负透镜的焦距以及激光腔腔长等结构参数使激光器输出功率和光束圆率同时达到最大,实现了平均功率10.8W、脉冲宽度15ns、光斑圆率98.8%±0.8%、M2值为1.1的近衍射极限光束输出。结果表明,通过使用小口径激光棒提高激光器输出光束质量工程上可行。     

漫反射聚光腔灯泵Nd:YAG激光器

分析了漫反射聚光腔的特点,从实验上证实采用漫反射聚光腔可实现灯泵Nd:YAG调Q激光器高能量、高效率输出.     

双棒串接补偿热致双折射效应激光谐振腔

固体激光器中的热致双折射效应严重地限制了基模输出功率的提高,为了获得大功率高质量的激光输出,需要对热致双折射效应进行补偿.在理论上对双棒在腔内串接补偿热致双折射效应的条件进行了改进,通过设计合理的腔结构和腔内元器件,应用4f成像系统空间滤波器并考虑石英旋光器的厚度,使得腔内光束的退偏率降至2.5%以下.使用矩阵光学的方法简化了对含有这样一个复杂光学系统的谐振腔稳定性和腔内光束半径等特性的分析.通过在腔内加入一个正透镜来扩大基模体积,实验中在双氪灯连续抽运Nd∶YAG激光器中得到了61 W线性偏振的激光基模输出,表明在大基模体积谐振腔的设计中,双折射效应的补偿十分必要.     

光轴零漂移的热传导冷却重复频率激光器研究

研究了Ce Nd∶YAG双掺晶体热传导冷却重复频率激光器的光轴漂移特性 ,采用Cr4 + ∶YAG被动调Q及定向棱镜谐振腔 ,在 5Hz工作频率、抽运能量为 7 35J ,连续工作时间为 1min的条件下 ,在机载激光器上获得了光轴漂移量近乎为零、激光输出稳定的理想效果     

27-W average output power with 1.2*DL beam quality from asingle-rod Nd:YAG laser with phase-conjugating SBS mirror

The beam quality of a single-rod Nd:YAG laser with large mode volume was improved almost up to the diffraction limit by using a phase-conjugating mirror (PCM) based on stimulated Brillouin scattering (SBS). A new resonator design was used with sulfur hexafluoride as the SBS medium. The laser is Q-switched by the nonlinear reflectivity of the PCM. The stable fundamental mode operation and high efficiency via large mode volume was guaranteed by the combination of a highly selective aperture setup and the SBS mirror. The system exhibits a temporal burst structure of up to 50 Hz and a repetition rate of 11 kHz within the burst. The single Q-switch pulse showed a width of 42 ns. The energy, width, and repetition rate of the Q-switch pulses within the burst can be adjusted by varying the parameters of the laser system