LD 侧面泵浦Nd∶YAG激光器的热效应研究

:对激光二极管侧面泵浦Nd∶YAG 激光器的热效应进行了分析。由热传导方程得出YAG晶体内的温度分布,分析了激光介质中的热应力和热应力双折射,并得到YAG的热焦距 及激光束腰和远场发散角随泵浦功率的变化图形。 关键词:侧面泵浦;热效应;热应力;热焦距     

Nd:YAG固体激光器输出辐射偏振的控制

用改变谐振腔各向异性特性方法控制激光器输出辐射偏振已在He-Ne和CO_2气体激光器中实现,本文目的系通过实验检验控制Nd:YAG固体连续激光器输出偏振的可能性。就这种激光器而言,谐振腔的各向异性特性主要取决于激活元件的感应双折射。Al_2O_3Y_(12)晶体是立方晶体,因此是各向同性的。但是,由于在泵浦辐射作用下产生热应力,晶体沿谐振腔纵轴方向变成为双折射。双折射值,取决于晶体生长方向,沿激活元件截面呈抛物线分布。作者采用的晶体按〔001〕方向生长。这种晶体可以看作是各向异性小的某种相位晶片,其光轴方向与极性坐标系统内单位矢量ρ和方     

LD侧面泵浦Nd:YAG激光器的热效应研究

对激光二极管侧面泵浦Nd:YAG激光器的热效应进行了分析。由热传导方程得出YAG晶体内的温度分布，分析了激光介质中的热效应力热应力双折射，并得到YAG的热焦距及激光束腰和远场发散角随泵浦功率的变化图形。     

应力双折射对Nd:YVO4激光输出功率的影响

从研究目前热门的激光晶体Nd:YVO4应力双折射入手,研究了其对激光非线性输出的影响.通过实验发现,激光晶体的应力双折射虽然很小,但是一定的应力双折射会导致激光的非线性输出.通过实验掌握了一套方法,可挑选质量好的激光晶体,以便获得稳定的激光输出.     

可控频率差的双频激光器的研究

传统的可控频率差的双频激光器是基于双折射效应来实现的,研究了S偏振光和P偏振光在全内反射和减反射薄膜的相位特性,提出基于双全内反射和倾斜减反射膜的相移之间的差别来实现可控双频激光。通过调节入射角的大小或设计不同的薄膜结构来控制双频激光器的频率差。最后在实验中发现,氦氖激光器的硬封接的透射窗存在较大的残余热应力双折射,可产生不可控却稳定的残余热应力双折射,用于制作频率差为中频的双频激光器。     

热容模式下片状激光介质的热畸变

利用有限元数值方法,模拟计算了热容模式下片状激光介质的瞬态温度分布和热应力分布及其波前畸变和应力双折射。结果表明:激光介质中的温度分布和热应力分布与抽运光斑及介质的几何形状密切相关。当抽运光斑未充满激光介质时,介质的表面靠近边缘处会出现大的拉应力集中,并且介质中最大拉应力和表面的最大轴向位移随抽运光斑尺寸缩小而增大;而当抽运光充满介质时,表面是压应力,较小的拉应力存在于介质内部。介质变形和热光效应(折射率随温度变化)是产生波前畸变的主要原因。热应力双折射对光束产生较大的退偏作用,从而影响激光器的输出性能。     

基于楔形Nd:YVO_4/KTP双折射滤波的单频绿光激光器

通过研究双折射晶体Nd:YVO_4的偏振特性,利用楔角为10°的Nd:YVO_4激光晶体和倍频晶体KTP(磷酸钛氧钾)在绿光激光器中构造了一个新型双折射滤波器。理论分析了KTP晶体的长度、基频光在KTP中的入射角度和KTP的温度对双折射滤波器选频的影响。实验中使用长度为4.4,5,7 mm的KTP,采用V型腔结构,最后分别获得了90,120,104 mW的单频绿光。实验结果表明,由楔形Nd:YVO_4和KTP构成的双折射滤波器成功实现了激光单纵模运转,且方法简单易行。当KTP晶体长度为5 mm时,测得楔形Nd:YVO_4/KTP激光器的单纵模运转温度范围约为5℃。     

高重复频率CO_2激光重复频率大小对HgCdTe晶体温升及损伤特性影响分析

为深入分析高重复频率CO2激光对HgCdTe晶体的损伤机理,开展了高重复频率CO2激光对HgCdTe晶体的温升实验,测得了不同激光重复频率(1、5、10kHz)下HgCdTe晶体的温升过程,建立了高重复频率CO2激光辐照HgCdTe晶体的理论模型,分析了激光重复频率对晶体温升特性的影响;利用ANSYS有限元软件计算了热损伤时HgCdTe晶体的温升值和热应力大小,并结合损伤形貌分析了激光热应力对HgCdTe晶体损伤的影响。研究结果表明,高重复频率CO2激光长时间辐照下,晶体表面温度随着辐照时间的增加而升高,辐照10s时,Hg0.826Cd0.174Te晶体基本达到热平衡,热平衡温度为77℃;重复频率大于1kHz时,激光重复频率的大小对HgCdTe晶体温升特性的影响较小,晶体表面温度主要由激光平均功率密度来决定;激光热应力对HgCdTe晶体的损伤特性影响较小,Hg0.826Cd0.174Te晶体熔化时的最大热应力为5×107Pa,该值远小于晶体的极限应力。该研究将对高重复频率CO2激光在激光防护等方面具有一定的参考价值。     

优质Nd:YAP激光晶体的生长

YAlO_3是一种各向异性的晶体激光基质,它的这种结构在增益、热双折射和偏振方面提供了优越性。这些方向性的存在决定了它的满意的物理性能,但是给提拉法晶体生长带来了一定的难以避免的困难。自1968     

光致旋转中晶体微粒厚度对旋转频率的影响

从理论上讨论了双折射晶体微粒与圆偏振光束作用的基本过程,建立了由于光束自旋角动量向双折射晶体微粒的转移所引起的旋转现象的物理模型。为提高晶体微粒的旋转频率,从理论和实验两方面对CaCO3和SiO2晶体微粒的厚度与其旋转频率的关系进行了详细分析。基于MATLAB软件分别模拟出双折射晶体微粒的厚度与其旋转频率的正弦关系曲线,并通过实验测得相应的晶体旋转频率数据进行验证。结果表明,在有效激光功率为10 mW的条件下CaCO3和SiO2双折射晶体微粒的最大旋转频率分别为1.7 Hz和1.5 Hz。该结果可用于光致旋转在微机械设计中转子厚度的选择和其旋转频率的最优化控制。     

双折射晶体微粒光致旋转受其半径影响分析

利用双折射晶体微粒在具有自旋角动量的光束作用下可产生围绕自身光轴旋转的特性,在光镊实验平台上实现了双折射晶体微粒的光致旋转。为了提高晶体微粒的旋转频率,从理论和实验上对双折射晶体微粒的旋转频率受其半径的影响进行了分析。用MATLAB模拟出CaCO3晶体微粒和SiO2晶体微粒的旋转频率与其半径的三次方成反比的关系曲线,并测得相应的实验关系曲线,其结果与理论分析相吻合。在相同的激光功率下,CaCO3晶体微粒的最高旋转频率可达15.1 Hz,SiO2晶体微粒的最高旋转频率可达11.4 Hz。该结论可用于光致旋转在实际应用中晶体微粒大小的选择和其旋转频率的优化控制。     

YAG激光晶体热致双折射的非线性分析

为了克服线性模型在描述高功率运转的激光晶体时,热焦距和热致双折射计算值与实测值不符的缺点,采用非线性热传导模型,计算了常用[111]切割方向Nd:YAG激光晶体的热致双折射椭圆分布以及径向和切向热焦距。进行了平均热焦距数据测量和旋转线偏振光干涉实验,实验结果与理论分析吻合。结果表明,非线性模型对Nd:YAG激光晶体在高功率运转时的描述更符合实际情况,普适性更强。这一结果对于设计高功率径向或切向偏振固体激光器是有帮助的。     

晶体调Q激光器的干扰信号分析

在晶体调Q激光技术中,人们利用晶体的双折射特性来作激光器的调Q元件,从总的意义来说较马达调Q有着脉宽窄,波形稳定,多脉冲容易控制,调节方便,又比染料调Q峰值功率大,重复频率高等优点。因此,它是目前激光技术中越来越多采用的巨脉冲开关元     

激光在石英晶体中放大了声波

光将声波加以放大,这是第一次,方法是将一束激光打到一块双折射石英晶体上,在晶体内部是超声回波。从示波器上所显示的线条看出,光将声波放大了大约十倍。     

方解石单板退偏振器研究

本文报道的退偏振器,所用材料为方解石、晶体。它在很宽的光谱区域都显示出明显的双折射特性。这种退偏振器是光轴平行于通过面的双折射平板,由于不同波长的入射光,通过双折射晶体后具有不同的相位延迟,使出射光成为具有不同偏振率的椭园偏振光,这样双折射板同一出射的偏振光,其偏振状态就有各种各样,整个光束就是这种随机的合成,其结果使的沿整个光束横截面的积分造成有效的退偏效果。     

非线性 LilO_3晶体倍频

非线性LiIO_3晶体对于Nd激光器辐射的谐波发生是一种良好的介质。这种晶体在可见和近红外区是透明的,非线性极化大,而且很容易承受激光辐射。LiIO_3晶体特性几乎不受温度影响。这种材料缺点是吸湿性和角色散大。LiIO_3二次谐波发生相位匹配角要比LiNbO_3小(分别为θ_(pm)~(ooc)=30°,84°),这是产生几种不希望有的现象的根源。首先,在这样小的角度下,双折射的影响及有关的     

激光二极管阵列侧面抽运棒状激光器轴向热效应分析

对激光二极管阵列侧面抽运棒状激光晶体热效应进行了理论分析和数值模拟.采用有限元方法模拟了棒状激光晶体内部三维温度场分布和热应力分布,得出激光晶体内抽运光强和温度随抽运距离的变化规律,并得出了激光晶体轴向温度分布是不均匀的,而是与激光二极管阵列的占空比有关.为减小激光系统的热效应提供了理论依据.     

激光回馈双折射测量系统稳频技术研究

波片、晶体等自然双折射元件广泛应用于各种光学系统中。普通光学元件在加工、镀膜等过程中会引入残余的内应力,形成双折射。双折射会对整个光学系统的性能产生影响,需要对其进行精确测量。基于激光回馈效应,利用偏振跳变中光强调制曲线与双折射的线性关系,构建了光学元件双折射测量系统。通过引入稳频技术,使激光器长期稳定单纵模运转,增强了激光器的抗干扰能力,提高了系统的稳定性。实验结果表明,构建的激光回馈双折射测量系统测量精度优于0.24,重复测量最大偏差0.13,标准差0.06,稳定性好,可靠性高,可实现在线测量。该系统有潜力应用于微小应力的在线测量,如飞机座舱盖、汽车玻璃等。     

温度场对实芯光子晶体光纤的影响分析

光子晶体光纤可广泛用于光纤通信系统、光电信号检测等有源和无源光器件中.利用Edlen公式分析了温度场对实芯光子晶体光纤的空气孔折射率的影响并应用热传导模型对光子晶体光纤石英介质在温度场作用下产生的热应力及折射率分布变化进行了分析,讨论了温度场变化导致光子晶体光纤中光脉冲相位和模式双折射的波动影响.与传统单模光纤相比光子晶体光纤中传播的光脉冲对温度具有较弱的敏感特性,在光电信号检测等无源器件中更具优越性.     

双激光波长1/4、1/2波片设计

为了使单晶片双折射晶体波片适用于两个激光 波长,根据双折射晶体相位延迟器的 原理,得到了波片厚度与两个激光波长所需延迟量的关系式,给出了具体的设计方法。针对 650nm与780nm两个激光波长制作了样品,进 行了实验测试,结果表明:无论是双1/4波 片还是650nm 1/4nm 1/2波片,延迟量的偏差均小于3°,与理论值相符。若不计较 波片 的厚度,仅就设计而言,完全可以得到高精度的双激光波长1/4、1/2 波片。由此可见,根据本 文得到出的设计原理与设计方法,完全可以用常规双折射晶体波片的制作方法得到适用于 两个激光波长所需延迟量的波片。