低垂直发散角高亮度光子晶体半导体激光器

针对现有边发射半导体激光器远场发散角大、光束质量差等问题,引入光子晶体人工微结构实现模式扩展和模场分离,改善了单芯片半导体激光器的性能,实现了高亮度高光束质量的激光输出。理论分析并模拟了光子晶体半导体激光器对光场的调控机制,并介绍了几种典型的光子晶体半导体激光器。在光子晶体激光器实现低垂直发散角的基础上,设计了不同的结构实现了大功率、单模、高亮度等特性的输出。实验验证了光子晶体能带效应在提高半导体激光光束质量、提高亮度等方面的调控作用,其能够突破普通半导体激光器面临的限制,有助于半导体激光更有效地应用在光纤激光器抽运和激光加工等领域,为半导体激光的直接应用奠定了基础。     

军用固体激光器谐振腔

在世界激光市场中,近两年来军用部分开支都占总额的51～52%。在军事应用方面,各种激光测距机、激光目标指示器等军用激光仪器,则广泛采用中小功率固体激光器。早年,这类激光器大多采用平行平面腔(或称作F-P腔)。为了提高装备性能,诸如为了提高激光器的机械稳定性及光束质量等,在激光谐振腔的选型方面作了若干研究,谐振腔的型式有了较多的发展。本文将对各类军用激光器的谐振腔作一简介。     

电光激励碘原子激光器的研制

为了开展大能量脉冲碘原子激光技术研究,采用氙灯抽运方法研制了一台电光激励光解碘激光器系统,并进行了相关的实验研究,获得了近700mJ的单脉冲激光能量。介绍了该激光器的原理和技术路线,对实验结果进行了比较分析。实验结果表明,这类激光器具有结构简单、输出能量高等特点,适用于工业加工、诊断技术等领域的应用。     

高功率激光器的应用

1959年激光器的发明立刻吸引了航天工程师和科学家，他们中的许多人随后致力于髙功率气体激光器的研制，为航天工程学科增添了一项新技术。不到二十年，气体激光器的连续功率从毫瓦提高到兆瓦量级，这主要是由于军事应用的推动。然而，这种考虑激光军事应用的倾向却掩盖了长期内可能成为重要得多的那些应用。其中包括把能量从空间传输到地面，直到推进宇宙飞船和航空机队的新方法。本期目的在于为航天界提供关于高功率激光技术现状的广泛评价，介绍一些航空界特有的应用并促进今后的研究。     

基于亚纳秒微片激光器的能量放大器的研究

高脉冲能量和窄脉冲宽度的激光放大器可以应用在诸多领域,例如激光加工、激光医疗美容和激光雷达。种子源激光器与行波放大结构相结合的主振荡功率放大（MOPA）技术,既能保证输出的脉冲激光相关特性（如脉宽和重复频率等）与种子源特性一致,又能实现激光输出能量的放大。因此MOPA技术成为激光放大器工程应用中的主要技术。本课题针对医疗美容对亚纳秒级大能量激光放大器的需求,研制了一台基于亚纳秒微片固体激光器的激光放大器。首先,采用亚纳秒被动调Q微片固体激光器作为种子源。种子源激光器在重复频率为10 Hz,脉冲宽度为487.3 ps时输出能量为190 μJ的1064 nm种子光。然后,利用自制的两个氙灯泵浦Nd: YAG模块作为主放大器对亚纳秒激光脉冲能量进行放大,对放大过程自激振荡产生的能量实现了抑制,有效地提高了放大过程中的能量转换效率。最终,得到了波长1064 nm和532 nm可切换输出,在重复频率为10 Hz时,获得了脉冲宽度496.4 ps,脉冲能量561 mJ@1064 nm,330 mJ@532 nm,能量稳定性2%且光斑均匀的亚纳秒激光输出。     

序言

横向激励大气压强二氧化碳激光器(TEA-GO_2激光器)是六十年代末才出现的一种新型大功率,大能量脉冲激光器件。仅二三年的时间,就有了很大的进展。据报导,目前已达到的最高峰值功率为1.5～2×10~(11)瓦,最大能量为每个脉冲2000焦耳,锁模的TEA-GO_2激光器的脉宽在毫微秒量级左右。这类激光器在工业、军事、非线性光学以及高能物理学等方面将得到越来越多的应用。遵照毛主席“洋为中用”的教导,我们从器件制作的角度编译了这个专辑,目的是试图通过所选的译文扼要地介绍各类TEA—CO_2激光器的原理、结构和性能,以利于这方面研制工作的开展。     

国外军用固体激光技术发展现状

简述了固体激光器军事应用历程,指出二极管泵浦固体激光器在激光军事应用中的主导地位;阐述了军用固体激光器技术的多种激光材料、多波长、大功率化、小型／微型化等四个主要发展方向。介绍了国外固体激光器在靶场测量、成像、制导、火控、化学战剂监测、风场测量、光电对抗、激光通信等方面的军事应用现状。     

固体激光器能量稳定性研究

本文从固体激光器输入与输出能量的关系，讨论了影响加工装置中固体激光器输出能量稳定的因素，提出了提高固体激光器输出能量稳定性的相应措施。对所研制的两种激光焊接机（XOJ-1通用激光焊接机及手表表盘宇块激光焊接机）的测试和用户长期使用证明：我们的激光加工装置性能稳定可靠。     

Fe:ZnS/ZnSe中红外固体激光器研究进展

高性能中红外激光在军事对抗、生物安全、环境科学等领域有重要的应用价值。Fe:ZnS/ZnSe具有长输出波长、宽吸收带和发射带的特点,是实现高性能、宽调谐3μm~5μm激光输出的最有效激光介质。介绍了Fe:ZnS/ZnSe的光谱和热动力学特性,评述了Fe:ZnS/ZnSe在低温和常温下激光输出性能方面的最新进展,分析了Fe:ZnS/ZnSe激光器在功率、能量提升以及室温运转方面面临的科学挑战。     

激光在计量中的应用

十二年前提出了受激辐射理论,第一台激光器实现之后已经有了十个年头,出现了能量转换效率超过3终的固体激光器和寿命达5000小时以上的气体激光器等器件,为推广激光的应用,在性能和可靠性方面正在大力开展研究工作。     

大能量纳秒脉冲光纤激光器研究进展

针对应用于激光主动成像系统中的大能量纳秒脉冲光纤激光器光源,介绍了实现大能量短脉冲激光输出的典型结构;概括了相关方向的国内外研究进展,分析了不同技术途径的优缺点;最后对大能量纳秒脉冲光纤激光器的应用和发展前景进行展望。     

用于制作FBG的紧凑型准分子激光器的研究

248 nm的KrF准分子激光器在光刻、科研等领域有重要的应用。研制了一台用于刻写光纤布拉格光栅的准分子激光器,设计并完善激光器的机械结构,分析了激光器的均匀放电、预电离等关键技术。通过研究充电电压、工作气体配比和总的工作气体压力对输出激光能量和效率的影响,优化激光器的性能;并对光斑均匀性、光束发散角和能量稳定性进行了测试和计算。该准分子激光器的重复频率为1～50 Hz,最高输出效率达2.0%,单脉冲输出能量最高达360 mJ,当工作电压不低于24 kV时,激光输出能量不稳定度小于1.8%。用该激光器作为光源采用静态相位掩模法在光纤内刻写布拉格光栅,并对刻写结果进行分析和讨论。     

多用脉冲固体激光器电源

由于脉冲固体激光器输出功率大,特别是采用调Q、选模等技术措施,不仅大大提高峰值功率,而且激光模式、相干性也大为改善,因此在各个领域获得了广泛的应用。尤其在激光高速摄影和高速全息摄影、精密干涉计量等方面显示了独特的优点。脉冲氙灯是脉冲固体激光器的泵浦源,因此对氙灯电源的研制具有广泛的实际意义。我们研制的多用脉冲固体激光器电源,经使用实践的考验,基本达到设计要求,实现了有程序、高稳定、自动化、高效率和多用性等方面的要求。     

光泵浦远红外气体激光器的研究发展

远红外激光具有穿透性强、光子能量低、带宽宽、通信传输容量大等优点,在公共安全、环境探测、生物医学、天文观测、军事以及通信等方面得到了广泛应用。在介绍了远红外波段激光器发展的基础之上,对产生远红外激光的各种方式进行了对比分析和总结,讨论了光泵浦远红外气体激光器的技术优势,并针对近年来远红外激光工作介质及其新谱线进行了归纳。通过对连续和脉冲光泵浦远红外气体激光器发展的回顾,结合该领域的一些重点研究方向,给出了未来光泵浦远红外气体激光器的研究趋势。     

激光晶体的应用和国内外发展动态

晶体激光器已广泛应用于材料加工、激光检测、研究与发展、激光治疗和军事方面。在今后的竞争中仍将保持发展的势头。在传统晶体激光器发展的同时,晶体激光器将向超大型和超小型两个方向发展,输出波长向可调谐方向发展。 激光晶体研究主要将集中在高效率、大功率输出和宽调谐等新型激光材料的探索,以及大尺寸、高质量激光晶体的研制。     

高重频大能量亚纳秒板条激光放大器研究北大核心CSCD

高重频大能量亚纳秒固体激光器具有重复频率高、单脉冲能量大、峰值功率高等特点,在国防军事工业加工等领域具有广泛的应用前景。本文报道了一种基于板条多程放大的亚纳秒激光放大器。种子光为重复频率1 kHz、平均功率4.5 W、脉冲宽度700 ps、波长1064 nm的基模激光,经过光束整形以匹配板条放大器口径,放大级采用角度复用及偏振变换实现四程放大,最终实现了重频1 kHz、单脉冲能量189 mJ、脉冲宽度720 ps、光束质量2倍衍射极限的亚纳秒激光输出。     

小型化准分子激光器气体性能的优化

对于新研制的准分子激光系统而言,激光气体的性能具有非常重要的作用,激光系统的混合气体配比与单脉冲能量、放电稳定性和寿命等性能参量有密切关系。为了获得最佳气体配比,在自行研制的小型化Xecl准分子激光器的基础上进行了激光气体性能优化实验,分析了Xe,HCl气体比例对激光性能的影响,通过理论分析和实验结果给出了Ne和He两种不同缓冲气体下的激光性能差异,并给出了该激光系统的优化气体成分和有效提高激光效率方法。实验结果为研制商业化小型准分子激光器件提供了支持和依据。     

天津大学激光与光电子研究所研制成功104W全固态532nm绿光激光器

高平均功率、高重复率全固态532nm绿光激光器在可调谐激光器的抽运源、流场显示、海洋探测、光电对抗、污染检测、特别是受控热核聚变的驱动器,铀同位素分离的抽运源,以及大功率大能量激光加工及激光医疗设备,激光微加工,激光的军事应用(激光雷达,激光制导等)等科学和工业领域有着重要的应用。为了满足上述科学和工业领域的应用,     

免调试激光器研究新进展

介绍了免调试激光器的基本概念和广泛应用,总结了国内外关于免调试激光器的研究在实现激光器小型轻量化、多波长输出、改善大能量/高功率激光器光束质量方面的新进展,以及向双角锥棱镜谐振腔方向拓展应用研究的新动向。重点报道了角锥棱镜谐振腔在相干合成领域的最新进展,分别实现了角锥光纤激光器互注入相干合成和基于角锥固体激光器互注入相干合成,为实现高可靠、大能量/高功率、高光束质量激光输出提供了一个有效技术途径。     

激光声遥感技术中激光器的应用设计

从激光器类型、激光脉冲能量、激光脉冲宽度、导光及聚焦等方面对激光声遥感技术中应用的激光器提出了具体的技术要求,并重点介绍了如何通过在激光器中采用特殊结构的非稳腔、精确的放电腔、Fitch脉冲电压发生器、望远镜聚焦系统等设计思想来实现以上技术要求。应用效果表明,根据以上设计思想研制出的二氧化碳激光器能够满足激光声遥感应用要求。