TEA CO_2激光泵浦NH_3 12μm MIR激光的实验研究

本文从激光参数优化角度出发,对TEA CO_2激光泵浦12μm NH_3激光器的两条谱线进行了实验研究,给出了泵浦能量、工作气体压强及混合气体比例对12.08μm及12.81μm激光输出能量的关系曲线。实验结果表明。加入缓冲气体N_2后,12.08μm激光的最佳输出能量达102mJ(脉冲输出功率达1×10~6W)。     

低锐度F—P干涉具调谐TEA CO2激光器理论分析

从理论上计算了低锐度F-P干涉具有直接输出耦合调谐TEA CO2激光器的输出特性，结果表明：通过改变干涉具的间距，激光器的输出波长可在9μm带和10μm带之间切换；而且，输出一般为多波长，每个波长包含精细纵模结构，纵模的数目和谱线展宽有关，理论计算还给出了输出脉冲波形和脉冲能量随波长的分布。     

脉冲TEA CO2 激光器温度特性的理论分析

利用六温度模型速率方程计算了当激光工作气体温度从-30℃～+60℃变化时TEA CO2激光器输出脉冲能量的变化规律。结果表明,激光器输出脉冲能量随着工作温度的升高而近似线性下降;线性下降的快慢和激光工作气体组成、气压、输出耦合镜反射率、注入能量、工作气体组成等均有关系;工作气体气压越高、输出耦合镜反射率越大或注入能量越高,激光输出脉冲能量随温度升高而下降的速度越快。     

TEA13C16O2激光器的实验研究

为扩展可调谐TEA CO2激光器的输出波长范围，增加差分吸收雷达可探测的物质种类，采用^13C^16O2代替激光器工作气体中的CO2成分。计算了TEA^13C^16O2激光器在Ⅰ波段两个分支上的小信号增益系数分布。利用平面光栅单色仪，在小型快调谐TEA^13C^16O2激光器的Ⅰ波段共测到了32条谱线的能量输出，输出范围为10.663～11.347μm。与采用普通CO2作为工作气体的情况相比，激光器谱线输出范围在长波长方向上有很大扩展，输出的最长波长由CO2的10.74μm增大到11．347μm。测得TEA^13C^16O2激光器的最高输出能量为107mJ，并给出了Ⅰ波段典型谱线脉冲的半峰全宽。     

TEA CO2激光跃迁带选择

理论计算表明,采用法布里—珀罗调制器作为TEA CO_2激光器的输出耦合反射镜可以在CO2激光器的四个跃迁带(00(1—10(0带和00(1—02(0带的P支和R支)之间进行发射激光波长选择。     

脉冲TEA CO_2激光器温度特性的理论分析

利用六温度模型速率方程计算了当激光工作气体温度从-30℃~ 60℃变化时TEACO2激光器输出脉冲能量的变化规律。结果表明,激光器输出脉冲能量随着工作温度的升高而近似线性下降;线性下降的快慢和激光工作气体组成、气压、输出耦合镜反射率、注入能量、工作气体组成等均有关系;工作气体气压越高、输出耦合镜反射率越大或注入能量越高,激光输出脉冲能量随温度升高而下降的速度越快。     

CO_2红外激光的应用

CO_2激光器是分子气体激光器中最典型的代表。CO_2激光器所输出的激光是不可见的,一般来说输出波长有两种,一种的中心波长在10.6μm处,另一种的中心波长在9.6     

连续波调频C18O2激光器

连续波调频C~(18)O_2激光器用~(12)C~(18)O_2等气体作为工作物质。它的波长范围是8.9—10.9μm,而普通调频CO_2激光器的波长范围是9.1—11μm。调频C~(18)O_2激光器的绝大部分谱线落在普通调频CO_2激光器谱线的间隙处,而且还向短波方向移动了0.2μm。调频C~(18)O_2激光器的增益低于普通调频CO_2激光器的增益,但在已知的几种CO_2同位素(~(12)C~(18)O_2、     

InSb非线性F-P标准具的室温光学双稳性和不稳定性

用TEA CO_2激光器输出的脉宽为100ns(FWHM),波长为10.6μm的激光脉冲,在室温下入射InSb F-P标准具,得到了双光子机制的光学双稳性。从非线性F-P标准具理论出发,对上述过程进行了计算机模拟。在相似条件下,改用高斯光束入射,发现由此形成的自散焦效应,使输出产生明显不稳定。     

光泵CH3F和D2O远红外脉冲激光器

本文叙述了无镜远红外激光器的结构及其实验结果。用可调谐TEA CO_2激光器作为泵浦源,其输出能量在9P(20),9R(22)线上均可达1J左右。用CO_29P(20)线泵浦CH_3F分子,获得了能量为0.5mJ,波长为496μm的激光输出;用9R(22)线泵浦D_2O分子,获得了能量为1mJ,波长为385μm的激光输出。输出能量和波长是分别用热电堆和Fabry-Perot干涉仪测量的。     

带RAVI的TEA CO2激光器

本文分析了变反射率稳定腔的优点,将RAVI应用于稳定腔TEA CO2激光器中,改善输出光束的质量.     

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。     

射频激励平板波导－非稳腔CO_2激光器的研究

本文报导一个横向射频激励的平板波导ＣＯ）２激光器。该激光器采用虚共焦非稳腔，其波导尺寸为１．５ｍｍ＊３０ｍｍ＊４００ｍｍ，获得１３３Ｗ的激光输出，光电转换效率为１１％，发射光束近衍射极限。     

高重复频率可调谐TEA CO2激光研究

以研制平均功率千瓦级的实用化高重复频率可调谐TEA CO2激光器为目标，分别研究了注入锁定、低锐度法布里一珀罗(F-P)耦合腔、光栅选线等三种调谐方法。利用光栅选线的方案，采用光栅谐振腔，实现了平均功率千瓦级的高重复频率TEA CO2激光调谐输出。激光器输出10P(20)，10R(20)，9P(20)，9R(20)线的脉冲能量分别为5．8J，5．8J，5．5J．5．6J，重复频率200Hz，光束远场发散角为1．66mrad(水平)与1．43mrad(竖直)，约为2倍衍射极限。     

TEA CO2激光器同轴非稳腔光束质量

TEA CO2激光器作为推进系统的理想新能源之一,在提高单脉冲能量的同时,为了保证远距离传输效率,必须对其光束质量提出适当要求。通过漫反射法及分光束法精确测量了1Hz下TEA CO2激光器在平-凹型稳定腔和改进的带有涡流管冷却系统的同轴非稳腔的光束发散角,在得到稳腔β=12.53的情况下,采用改进后的同轴非稳腔,β=3.28,且单脉冲能量损失很少。这一结果对继续研制激光推进系统中大体积高能TEA CO2激光器是很有帮助的。     

基于Visual Basic的激光谐振腔数据库的建立

使用可视化程序设计软件Visual Basic,建立了与激光谐振腔设计软件MatLaser相对应的谐振腔数据库MatLaser Data Base。数据库以稳定驻波腔、稳定行波腔、非稳驻波腔、非稳行波腔、相位共厄腔、光束传输为大类,以激光波长、工作物质、输出功率、激光器工作状态、作者和参考文献等为小类,同时将原文献中谐...     

部分端面抽运混合腔Nd:YVO4板条激光器实验研究

对部分端面抽运的混合腔Nd:YVO4板条激光器进行了实验研究,利用自制的5条激光二极管阵列堆LD Stack,抽运光经波导整形系统整形后入射至晶体,采用柱面镜混合腔结构成功得到1.064μm偏振连续激光输出,斜效率可达44%。输出激光功率3.5W时,测得非稳腔和稳腔两个方向的M2因子为1.28和1.73;在输出激光功率为38W时,测得的两个方向的M2因子为1.56和1.78。实验结果表明,该激光器具有极佳的热效应,能够在高功率运转时保持高功率高光束质量的激光输出,输入－输出功率曲线没有出现平顶或弯曲的迹象,该激光器的仍然有很大的提升余地。     

双端面抽运Nd:YVO_4激光器的理论和实验研究

基于传输矩阵理论,针对双端面抽运的"Z"型折叠腔Nd∶YVO_4 激光器的谐振腔设计进行了数值模拟,着重分析和比较了不同腔型稳定性的变化情况."Z"型折叠腔中关于臂长的选择对于稳定性影响较大,平凹腔在较低的泵浦功率范围更加稳定,双凹腔的稳区范围较小,但是却更适合在高泵浦功率下工作.分别采用平-凹和双凹腔型对Nd∶YVO_4的1 064 nm连续激光进行了研究,在相同腔长不同腔型下分别获得了稳定的1 064 nm高功率激光输出,谐振腔稳区范围和输出功率变化规律与理论计算吻合.     

高斯变反镜改善板条激光器光束质量的研究

在实验中对比研究了稳腔和高斯变反镜非稳腔两种腔型。采用尺寸为66.7 mm×11 mm×1.7 mm板条Nd∶YAG增益介质,泵浦功率860 W条件下,稳腔获得196 W的激光输出,Mx2=2.47,My2=38.6;高斯变反镜非稳腔获得102 W激光输出,Mx2=2.34,My2=6.48。实验结果表明高斯变反镜非稳腔明显改善了板条激光器宽度方向的激光输出光束质量。     

四镜8字环形腔激光器的设计与实验研究

采用ABCD传输矩阵计算方法结合Matlab软件进行模拟计算,设计热稳定性良好的四镜8字环形激光谐振腔。该环形谐振腔在高功率泵浦条件下,腔模参数随热透镜焦距变化具有良好的稳定性。在腔内插入由法拉第旋光器和半波片组成的光学单向器,实现了单向运转。在泵浦功率为40 W时,获得最高功率为14 W的连续波单向1064 nm波长激光输出,光光转换效率为35%。