LD抽运热容激光器介质内温度分布研究

采用有限元法及光线追迹法，计算得到二极管抽运固体热容激光器介质不周截面内抽运光分布及瞬态的温度三维分布，计算同时考虑了二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及介质内不均匀分布的内热源．对二极管抽运单片Nd：GGG热容激光器的实验装置，得到1．49kW的平均功率激光输出和24．1％的光-光转换效率，1．2s后，介质端面中心处温度为81℃，模拟结果为78．1℃．     

热透镜球差效应对基模光束质量影响的研究

研究了激光晶体热透镜的球差效应对谐振腔的输出光束质量、腔内损耗和输出功率等特性的影响。通过对二极管端面抽运条件下激光晶体的热效应进行分析,计算了热透镜球差系数的大小,得到了激光晶体热透镜球差系数与抽运光功率和振荡激光半径间的函数关系。实验验证了球差效应对激光谐振腔中基模光束质量的影响,与理论分析符合得很好。     

端面泵浦光的焦斑位置对DPL性能的影响

为了研究端面泵浦固体激光器时,泵浦光焦斑位置对激光器输出性能的影响,建立了交叠积分的计算模型,计算了确定的谐振腔结构和泵浦光束分布时的交叠,数值模拟出了不同泵浦光焦斑位置时,激光器的输出性能.得到了该结构下泵浦光的焦斑位置,以及焦斑位置对激光器输出性能的影响.结果表明最佳阈值泵浦功率和斜效率对焦斑位置比较敏感,且焦斑位置位于增益介质中距离泵浦面1.3 mm时,激光输出功率最大,泵浦效果最佳.     

二极管抽运固体激光器热效应的非对称性分析

通过分析光在晶体前后端面相位延迟的空间分布,研究了激光二极管侧面抽运固体激光器热效应的非轴对称性.提出一种评价热效应轴对称程度的参数——非圆度,并使用有限元方法分析了抽运功率、抽运源数量、抽运源之间的角度偏差和抽运距离偏差对非圆度的影响.得到的结论有:抽运功率越小,或者抽运源空间排布越对称,晶体中的热效应轴对称程度越高;装配中抽运光之间的角度偏差和抽运距离偏差使晶体热效应非轴对称性增加,装配时应尽量保证各抽运源角度和抽运距离一致.     

侧面抽运光参数对DPL激光器增益分布的影响

为了研究侧面抽运固体激光器时激光工作晶体中的增益分布特性,分析了侧面抽运结构特点,采用数值计算方法计算了单向侧面和三向侧面抽运光参数对激光晶体中增益分布的影响.研究结果表明:抽运光束腰半径越小,激光晶体的轴线上增益越大,激光晶体径向增益分布越集中;晶体的吸收系数越小,激光晶体中抽运均匀性就越好,但总的吸收效率下降;在吸收系数和束腰半径过小时,激光晶体不能完全吸收抽运光的能量,抽运光利用率降低;此时在晶体侧面抽运光出射面增镀抽运光的增反射膜,能提高抽运光的能量利用效率.     

一种新颖的自反馈光注入单频窄线宽光纤激光器

报道一种基于自反馈光注入的单频窄线宽光纤激光器。激光器采用线形腔结构,用高掺杂Er3+光纤作为增益介质,利用输出信号光分束反馈与腔内振荡激光干涉,形成折射率光栅与增益光栅共同作用选择纵模,获得稳定的1 549.85 nm单频窄线宽激光输出。在975 nm单模激光二极管(LD)抽运下,激光器的抽运阈值光功率为13 mW。当抽运光功率为112 mW时,最大输出信号光功率为30.6 mW,对应的光-光转换效率为27.3%,斜率效率为30.2%,信噪比大于50 dB。采用延时自外差方法测量线宽,当使用30 km单模光纤延迟线时,测量得到激光器的3 dB线宽为4.0 kHz。     

激光二极管端面抽运2μm Tm,Ho:YLF连续激光器的激光特性

根据能量在Tm3 离子和Ho3 离子之间的传递过程,给出了Tm,Ho:YLF激光器准三能级的速率方程,讨论了能量传递上转换及激光下能级粒子再吸收对Tm,Ho:YLF激光器运转的影响.报道了激光二极管抽运的Tm,Ho:YLF激光器的输出特性,室温下,在抽运功率为2.8 W时,获得了346 mW的TEM00模激光输出,阈值功率为138 mW,最大光-光效率为12.1%,并且将晶体保持在3个不同的温度下,给出了激光输出功率随抽运功率变化的实验结果.理论与实验结果吻合得比较好.     

泵浦光的离轴对激光器性能影响

利用光纤耦合激光二极管端面泵浦固体激光器,研究了在近阈值条件下,泵浦光偏离振荡光谐振腔轴线距离的变化对激光器输出模式、阈值功率、斜效率和光束质量的影响．实验结果表明,当泵浦光相对振荡光谐振腔轴线的偏离量增加时,激光振荡阈值、斜效率和光束质量因子将增大;激光输出模式从低阶向高阶厄米-高斯模转变,并且在相同的泵浦光偏离位置下,随着泵浦光电流的增大,晶体热效应显著,模式竞争加剧,会出现高阶向低阶厄米-高斯模的转变．     

高效率紧凑紫外355nm激光器

报道一种激光二极管(LD)端面抽运的Nd:YAG激光晶体腔外三倍频355 nm紫外激光器,实验中采用声光调Q技术,选用结构紧凑的平平腔结构,在腔外对1 064 nm基波采用了Ⅰ类相位匹配Li3B3O5(LBO)晶体二倍频、Ⅱ类相位匹配LBO晶体实现了三倍频,获得了较好的光束质量的准连续355 nm紫外激光输出,在激光二极管泵浦功率为28 W时,声光Q开关调制频率为10 kHz时,获得了8.1 W的红外1 064 nm红外激光,紫外单脉冲能量165μJ,脉宽6 ns,峰值功率27.5 kW,808 nm到355 nm的光-光转换率为5.89%,整个系统长度控制在150 mm以内,该激光器结构紧凑,适合产品化。     

LD端面抽运Tm:LuAG激光器的热透镜效应研究

为了研究LD端面抽运Tm:LuAG晶体产生的热透镜效应,通过建立LD连续抽运下Tm:LuAG晶体吸收光场分布模型,使用Comsol软件对晶体内部温度分布进行了有限元模拟。在考虑了晶体的键合方式以及LD的抽运方式的情况下,分析了晶体吸收系数以及不同抽运功率对该晶体热效应的影响。利用ABCD光学传输矩阵理论,模拟了单棒谐振腔的稳区范围,并提出了谐振腔内采用双块Tm:LuAG晶体串接热自补偿的方式,使得温度引起的双晶体热透镜焦距互补,构建稳定工作区,给出了谐振腔稳区的参数范围,为设计高输出功率和光束质量的双LD单端抽运双晶体Tm:LuAG激光器的实验研究以及谐振腔优化提供了理论基础。     

Study on the characteristics of erbium-doped waveguide ring laser

A theoretical model of the erbium-doped waveguide ring laser is established according to the theory of erbium-doped waveguide amplifier and the transmission matrix of waveguide directional coupler. The influence of bend radius, coupling coefficient and doped erbium ion concentration on the characteristics of waveguide ring laser is investigated. It is shown that due to the co-action of waveguide bend loss and other relevant loss there is an optimal bend radius which can provide simultaneously low threshold pumping power and high laser light output power. As one part of the resonator’s loss, the laser light coupling coefficient of directional coupler has an impact on the laser property. The analysis indicates that the laser achieves the high output power when the coupling coefficient is about 0.2. The threshold pumping power is the minimum when the doped erbium ion concentration is 0.85×10²⁶ m⁻³. Increasing the concentration of doped erbium ions will enhance the output power of laser light as long as the concentration doesn’t introduce remarkable up-conversion effect. The results give a good theoretical basis for the design and fabrication of erbium-doped waveguide ring laser devices. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60807015), the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (Grant No. 200801411037), the Young Teacher Cultivation Foundation of Dalian University of Technology (Grant No. 893210) and Doctor Start-up Foundation of Dalian University of Technology (Grant No. 893322)     

LD泵浦高频YAG激光器

本文介绍了一种列阵半导体激光管侧面泵浦的YAL激光器，详细论述了方案设计，冷却措施和实验结果，该激光器件已达到工作频率1000Hz，单脉冲输出12mJ的水平，经过较长时间的考验，证明具有高稳定性和高可靠性。     

游梁式双驴头双井抽油机节能分析

根据两井距离比较近的情况,设计了一种新型游梁式双井抽油机,带有双驴头,可以实现一机双抽,介绍了其结构和工作原理。在对游梁式双井抽油机的扭矩和节能作定性分析的基础上,与常规游梁式抽油机作了比较分析得出：双井抽油机的曲柄轴负扭矩绝对值和峰值扭矩减小,耗电量相对降低。因此,双井抽油机不仅扭矩变化平稳、工作情况较好,而且具有很好的节能效果。另外,分析得出,在陆地加密井、丛式井、海洋油井等情况下使用双井抽油机,成本低、维修费用少。     

LD侧面泵浦全固态激光器光场均匀性研究

研究了LD阵列侧面泵浦全固态激光器泵浦光场的分布特点.将激光二极管面阵发出的光作高斯光束处理,建立了适用于激光二极管阵列多侧面泵浦全固态激光器的泵浦光场分布高斯模型.根据所建模型.通过计算机编程模拟,分析了泵浦结构各参量:激光二极管排列方式、光束束腰半径、工作物质吸收系数对泵浦光场分布的影响,比较了激光二极管排列方式、光束束腰半径、工作物质吸收系数不同给泵浦光场均匀性带来的差异,为LD侧面泵浦全固态激光器的结构优化设计和实验研究提供了理论参考.     

泵浦光束空间分布对DPL性能的影响

讨论了端面泵浦二极管泵浦固体激光器中泵浦光束空间分布对二极管泵浦固体激光器性能的影响.通过计算,发现泵浦光的分布半径、泵浦光对对称性的偏离程度会严重影响到振荡光的阈值、输出功率和斜效率,并绘制了相应的变化曲线.计算还表明,单独利用泵浦光的M2因子判断泵浦效果并不合适.通过数值计算,还分析了泵浦光空间分布对振荡光光束质量的影响.     

红寺堡扬水灌区新庄集梯级泵站优化调度研究

以红寺堡扬水灌区新庄集梯级泵站为研究对象，从提高梯级泵站的综合效益出发，根据新庄集梯级泵站各机组的实际情况和要求，以泵站级数K为阶段变量，各级泵站的供水流量Ｑｋ为状态变量，各级泵站的开机方案Dｋ^T为决策变量，运用动态规划理论，建立在流量匹配的前提下能耗最低且弃水量最少的优化数学模型。在泵的工况点确定时，分别采用了克莱姆法则和试算法对单泵工况点和多泵工况点进行了确定。通过编制新庄集梯级泵站的优化调度应用程序，得到了各泵站的最优组合方案，即一泵站的2^#，3^#，4^#，5^#，6^#泵组合；二泵站的1^#，3^#，4^#，5^#泵组合；三泵站的1^#，3^#，4^#，6^#泵组合；四泵站的1^#，3^#，4^#，6^#泵组合。由模拟计算结果，并结合工程实际，提出在现有条件下采用工程改造的建议，即在现有的基础上附加小泵，对现有的泵进行变速、变时、变阀调节，附加回水管和调节干渠的分出流量，采用该方法较好地提高了泵站的经济效益，使泵站的管理有效、方便。     

大功率1064nm LD列阵组侧泵浦YAG固体激光器

本文论述了大功率列阵半导体激光器组侧泵浦YAG固体激光器的工作原理，并在此基础上进行了设计，制作，对激光器进行调试和性能参数测量。研制固体激光器技术指标为：3列3行9个20瓦808nm半导体线列阵激光器侧泵浦直径3mm的YAG棒。实现多模连续输出，工作波长1064nm，最大输出功率52．3瓦，光－光转换效率达29％。     

后湾水库灌区总干二级泵站机组选型分析

灌区运行要求泵站既能满足正常情况供水 ,又能满足向调节水库储水和从调节水库提水灌溉 .设计中应用系统功能理论对泵站的基本功能进行了定义、整理 ,分析了实现泵站功能的多种途径 ,选择了合理的机组方案 .