TEA CO2激光脉冲整形用等离子体开关技术的进展

TEA CO2激光脉冲整形技术是高功率、高重复率、捷变频的TEA CO2激光器研究和用TEA CO2激光产生倍频、高次谐波技术的必不可少的重要技术.等离子体开关是目前应用较广的一种简单可行的激光脉冲整形技术.综述了等离子开关技术的原理和技术的发展过程,并对其作了简要分析,展望了其广泛的应用前景.     

TEA CO2激光在AgGaSe2晶体中的倍频实验研究

实验上实现了TEACO2 激光在AgGaSe2 非线性光学晶体中的倍频光产生。着重研究了TEACO2 激光的能量、脉冲重复频率以及基波的焦点位置对于倍频光输出的影响。实验中得到了倍频光的角度调谐曲线 ,将入射光聚焦在晶体的中心区域 ,获得最大倍频光输出能量为 1 32mJ。脉冲能量转换效率为 2 4 % ,主脉冲的最大转换效率为 4 %。还分析了脉冲重复频率的变化 ( <10Hz)对倍频转换效率的影响。实验结果发现抑制倍频转换效率的主要因素为晶体的光学质量、激光脉冲低功率密度的拖尾以及激光脉冲的不稳定。特别由于脉冲附带长的拖尾加剧了热透镜效应 ,使得脉冲重复频率的增加引起转换效率的降低。     

采用小孔等离子体开关实现TE CO2激光窄脉冲整形

典型的TE CO2激光脉冲,通常由高功率窄脉冲（100 ns）和低功率长拖尾部分（3~5 s）组成。采用一种简单的小孔等离子体开关技术可以实现对低功率长拖尾部分的有效吸收和散射,保留需要的高功率窄脉冲前沿部分,达到激光脉冲压缩和整形目的。详细研究了小孔位于不同离焦距离时整形激光脉冲波形的变化,获得了整形激光脉宽、能量与离焦距离的变化关系,实现了50~110 ns的窄脉冲CO2激光输出。进一步研究发现,小孔等离子体开关的使用寿命主要由激光脉冲能量、重复频率、整形脉冲宽度决定。通过该技术实现的窄脉冲CO2激光可以用于极紫外光刻等离子体光源、激光雷达等领域的研究。     

可调谐TEA CO2激光在AgCaSe2中的倍频

在一台小型ＣＯ２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％倍频能量转换效率。     

神光装置倍频激光能量测量

给出了监测倍频激光的能量计的技术参数，在神光装置中实测了倍频激光能量及其转换效率。并对监测倍频激光的能量计对标方法进行了讨论。     

连续波激光3／2倍频

意大利科研人员利用非线性晶体实现了连续波（CW）激光的3／2倍频，这项简单的频率转换技术有着广泛的应用，并可能用于光谱学和计量学中。     

横向激励CO2激光器内腔等离子体开关

横向激励CO2激光器由于输出能量和峰值功率高，所以得到了广泛应用。然而这种激光器的固有脉冲形状在一些特殊场合往往不理想，在光雷达和非线性现象研究等应用中，效果不佳。这里报道的内腔等离子体开关，装置结构简单、牢固，尤其适用于大孔径焦耳级激光器。开关很容易插到标准激光谐振腔里面，无需任何附加光学元件或内光束聚焦。     

1064nm激光诱导等离子体开关控制355nm脉宽可调输出

为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出。讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影响,在无延时情况下得到了脉宽最短达2.8ns的脉冲激光输出。在此基础上,保持1064nm单脉冲输出能量不变,采用延时装置改变两光路间的光程差,以控制等离子体开关相对于355nm激光脉冲的形成时间,最终得到脉宽可调的脉冲激光输出。结果表明,等离子体开关结构简单、操作方便、适用范围广,是一种较好的脉冲整形手段。     

1064nm激光诱导等离子体开关控制355nm脉宽可调输出

为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出.讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影响,在无延时情况下得到了脉宽最短达2.8ns的脉冲激光输出.在此基础上,保持1064nm单脉冲输出能量不变,采用延时装置改变两光路间的光程差,以控制等离子体开关相对于355nm激光脉冲的形成时间,最终得到脉宽可调的脉冲激光输出.结果表明,等离子体开关结构简单、操作方便、适用范围广,是一种较好的脉冲整形手段.     

355 nm脉冲激光诱导等离子体开关削波

利用激光诱导等离子体开关技术,对355 nm脉冲激光自削波进行了实验和理论研究。分别采用5种不同焦距的透镜,集中讨论了透镜焦距及激光器输出单脉冲能量对脉宽压缩的影响,发现采用焦距为200 mm的透镜能够获得最佳的脉冲压缩效果。在聚焦透镜焦距200 mm,单脉冲能量160 mJ时,获得最短脉宽3.47 ns;在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了脉宽最短达2.11 ns的脉冲激光输出。此外,根据实验结果得到了355 nm激光空气击穿阈值,并与理论估算值进行比较,两者结果较为一致。     

激光二极管端面抽运Nd:GdYVO4晶体热效应分析及倍频研究

通过求解泊松热传导方程,得出了端面抽运下矩形截面Nd:GdYVO_4激光晶体内部温度场分布以及Nd: GdYVO_4激光晶体抽运端面达到热平衡后的热形变量。当抽运功率为12 W,抽运光斑半径w_p=320μm时,Nd: GdYVO_4激光晶体的热形变量为0．855μm。根据Nd:GdYVO_4晶体内部温度场分布和晶体抽运端面达到热平衡后的热形变量,进而计算出晶体热焦距随抽运功率的变化。通过ABCD矩阵进行了腔参数优化,选取了更有效压缩KTP上基模光斑半径的V腔进行腔内倍频实验。在抽运功率为6．71 W时Nd:GdYVO_4获得了1．73 W稳定倍频绿光输出,光-光转换效率达到25．8％,绿光非稳度为1．13％。     

中心对称材料中二次谐波产生的影响因素

介绍中心对称材料二次谐波产生(SHG)的基本原理,通过数值模拟计算,分析研究影响中心对称材料SHG的因素.其中,光子晶体带隙(PBG)的影响最为关键,它决定了SH能否产生;激励波入射角与组成结构的耦合介质柱和填充因子对SHG强度大小也有较大影响,按文中结构,耦合介质柱有2排已足够,最佳入射角为20°～30°,填充因子为0.6.     

基于级联倍频+差频效应的宽带波长转换过程

利用阶梯分段准相位匹配结构实现了基于级联倍频+差频效应的单通/双通宽带波长转换.对于固定的晶体长度,通过增加阶梯段数并合理设计准相位匹配结构参数,可以同时获得高转换效率、大转换带宽和高平坦性.当晶体长度为3 cm时,在保证平坦度低于0.2 dB的前提下,单通构型波长转换器的转换带宽和最大转换效率可分别达到177 nm和-9.94 dB,而双通构型的分别为170 nm和-4.15 dB.最后对基于阶梯分段准相位匹配结构的波长转换器与基于正弦啁啾光学超晶格和分段光栅结构的波长转换器的特性进行了对比分析,结果显示阶梯分段结构具有良好的综合特性.     

CsLiB6O10晶体用于平顶高斯光束和高斯光束二次谐波转换效率的特性比较

本文讨论了CsLiB6O10晶体用于平顶高斯光束和高斯光束二次谐波转换效率的机理，对影响平顶高斯光束的二次谐波转换效率的泵浦光强度、偏振分量比、晶体长度和平顶高斯光束的阶数进行了分析和数值模拟，获得了在Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配下，通过CsLiB6O10晶体时平顶高斯光束的二次谐波转换效率理论值逼近于1和78．5％。得出在相同条件下，平顶高斯光束的二次谐波转换效率大于高斯型69．1％的结果。     

二次谐波细胞成像的研究进展

由于二次谐波(Second harmonic generation, SHG)技术具有探测深度深,对生物体的损伤小,时间空间分辨率高以及对结构的对称性敏感等特性,SHG成像成为近年来生物成像领域的研究热点.介绍了SHG成像技术的原理及其在细胞成像中的应用,重点介绍了基于染料标记的成像技术,特别是利用电压敏感染料,手性材料和金属纳米粒子作为标记的几种SHG细胞成像技术,最后展望了该技术在生物成像领域的应用前景.     

激光二极管抽运Nd:YVO4晶体五倍频213 nm深紫外激光器

报道了一种声光调Q激光二极管抽运Nd：YVO4晶体腔外五倍频213nm深紫外全固态激光器。实验上分别利用KTP和两块BBO晶体产生532nm倍频绿光，266nm紫外四倍频以及基波与四倍频的混频，实现了从Nd：YVO4近红外激光到213nm深紫外激光的频率变换。在10．3W抽运功率下，获得平均输出功率3．1mW，脉宽7．5ns的213nm深紫外激光输出。     

高效全固化钛宝石腔内倍频蓝光和四倍频紫外激光器的研究

用半导体抽运的Q开关YLF倍频激光器抽运钛宝石晶体，在平凹腔内加入组合的石英双折射滤光片压缩线宽，用LBO晶体腔内激发二次谐波，聚焦到BBO上产生四次谐波深紫外光。在抽运功率3．8w时，输出610mW．416nm蓝光。用长焦距的透镜聚焦二次谐波．得到64mW，208nm的紫外激光。基频光的谱线宽度是决定倍频效率的关键因素。实验观察到激光器的频谱宽度与双折射滤光片的带宽有一个数量级的差别，考虑到模式竞争和增益饱和效应，数值模拟了加入双折射滤光片后的钛宝石激光器的实际线宽，结果与实验中测量的数据基本一致。实验还分析了基频光的线宽对二次谐波效率的影响、二次谐波的线宽对四次谐波效率的影响、基频光的波长对四次谐波激发效率的影响。