闪光灯泵浦的双频染料激光器产生高功率短脉冲

自注入和腔倒空技术可同时用于闪光灯泵浦的双频染料激光器。得到的短脉冲半峰值全宽为1.5ns,峰值功率在100kW以上。观察到相对于标准的腔倒空运转来说,峰值强度增益增加两倍。本文用一个简单的模型说明自注入条件下的功率增益,并指出,对长腔来说功率增益受激光上能级寿命的限制。     

被动调Q双腔双频Nd:YAG激光器设计及实验

为了获得峰值功率高、相干性好、频差大的双频脉冲激光,设计了一种二极管端面抽运被动调Q双腔双频Nd:YAG激光器,该激光器采用共增益T型双驻波腔结构,腔内偏振分光棱镜和半波片组成的双折射滤光片作为激光纵模选择元件,并以Cr4+:YAG晶体作为腔内被动Q开关,使1064nm激光的p分量和s分量分别在直线腔和直角腔内同时以单纵模振荡,从而获得1064nm正交线偏振双频激光脉冲输出。建立了被动调Q双腔Nd:YAG激光器速率方程组,理论分析了双腔脉冲激光输出特性,实验研究了双腔双频脉冲激光的振荡特性和输出特性。实验结果表明:当激光二极管的抽运功率为2.7W时,从直线腔输出的p偏振单频脉冲激光的重复频率、脉冲宽度和峰值功率依次为5.8kHz、42ns和126.4W;从直角腔输出的s偏振单纵模激光脉冲的重复频率、脉冲宽度和峰值功率依次为5.8kHz、40ns和133.6 W。该双频脉冲激光的频差约为10GHz。这种双频脉冲固体激光器在激光干涉测量和相干激光雷达探测等领域具有广阔的应用前景。     

高功率Yb:YAG薄片激光器连续和腔倒空实验研究

研究了高功率Yb:YAG薄片激光器连续及腔倒空调Q输出性能。基于平面波理论,建立Yb:YAG准三能级激光连续运转模型,对薄片激光器的晶体掺杂和抽运结构进行优化。通过优化实验方案,研究半导体激光器抽运Yb:YAG薄片激光器连续输出性能,在抽运功率为199 W时,获得功率为100 W的1030nm激光输出,光-光转换效率为50.2%,斜率效率为56.8%。利用RTP电光调Q开光,搭建Yb:YAG电光腔倒空激光器,研究1030nm脉冲输出性能,获得了脉冲宽度为20.2ns的高重复频率1030nm脉冲激光,脉冲重复频率为10~100kHz,当重复频率为10kHz时,1030nm激光的最大峰值功率达到109.8kW。     

用外部环形腔作TESLA光子对撞机的激光系统

提出了在TESLA超级加速器上用于光子对撞机的激光系统概念，其基础是用短脉冲激光抽运的外光学环形腔。详细讨论了外腔的几何结构。     

自调Q掺铒光纤激光器动态特性研究

为了研究自调Q掺铒光纤激光器输出动态特性,采用搭建全光纤结构的线形腔和环形腔自调Q掺铒光纤激光器进行了理论分析和实验验证。实验中,当抽运功率达到起振阈值后,随着抽运功率的增加,用示波器观察输出激光,线形腔输出激光依次经历了连续波、自调Q两种运行状态,由于抽运功率的限制,未能再次出现连续波运行状态,而环形腔输出激光则先经历了自调Q运行状态,然后是连续波运行状态;线形腔在抽运功率21mW~190mW的范围内,可获得脉冲宽度8s ~100s范围内可调、重复频率2.5kHz~54kHz范围内可调的自调Q脉冲;环形腔在抽运功率为16.2mW~110mW时,可获得的脉冲宽度在165s左右。结果表明,自调Q掺铒光纤激光器因腔结构的不同,输出激光动态特性也不同;线形腔和环形腔均有自调Q脉冲输出,但线形腔自调Q范围更大。     

脉冲激光器的偏振特性研究

本文主要从理论上和实验上阐述了长腔、短脉冲激光器如何实现高偏振度激光输出及其偏振光的有关特性。此类激光器(如铜蒸汽激光器、准分子激光器等)由于其脉冲短、腔长长的特点,激光脉冲在腔内运行的次数很少,如采用通常将输出窗口改成     

短腔染料激光器的超短脉冲输出及其光谱特征

本文用计算机求解速率方程分析了短腔染料激光器的各种瞬态现象和用光学多道分析仪测量了不同腔长下的激光谱。给出了用控制瞬态效应来获得单个超短脉冲的条件,讨论了当腔长在20～500μm 变化时 Rh 6 G 激光谱在565～590nm 范围内的移动,提出丁激光器单纵模运转的方法。     

腔内CdTe电光调QCO_2窄脉冲激光外差信号特性分析

较详细地研究了腔内CdTe电光调QCO2 窄脉冲激光及其外差信号的时域频域特性,发现它的激光脉冲时域波形有很长的拖尾,拖尾持续时间与CdTe晶体外触发电压开关宽度有关,触发宽度越宽拖尾越长,反之则短。进行了调QCO2 脉冲激光微弱信号检测实验,即将脉冲激光衰减到用直接探测方法无法检测的程度,此时再用外差检测方法,在脉冲包络之内及其拖尾部分观察到了较强的外差中频信号,从实验上验证了外差探测灵敏度远远高于直接探测。根据该激光脉冲拖尾持续时间部分可控的特性,从理论上讨论了CO2 连续激光本振和窄脉冲主振激光外差中频信号频率跟踪和偏频锁定的可行性     

饱和吸收体腔内压缩瞬态同步泵浦锁模光脉冲

用主被动锁模Nd：YAG倍频脉冲序列同步泵浦若丹明染料激光器，在染料激光腔端插入吸收体二乙基噁二碳化青碘化物（DODCI），腔内压缩激光脉冲。在λ=598nm附近，对不同宽度泵浦脉冲均观察到很好的压缩趋势。条纹相机测得的光脉冲明显变得光滑对称。探讨了压缩机理。     

基于非稳腔的非链式脉冲HF激光光束质量优化

采用正支虚共焦非稳腔对非链式脉冲HF激光谐振腔进行了优化,提高了激光光束质量。采用不同放大倍率和不同模体积直径,设计了5种不同参数的激光谐振腔。利用聚焦法测量了焦面远场光斑,采用衍射极限倍数法分析了激光光束质量变化规律,比较了不同腔参数激光脉冲能量的变化规律。实验结果表明,非稳腔放大倍率大于2.5倍情况下,可以得到约2.3倍衍射极限的激光输出。为了得到较好的实验结果,在实验所用的放电电极结构下,激光模体积直径控制在增益区截面直径的80%以内情况下得到的光束质量较好。     

低真空中脉冲激光烧蚀凹腔的实验分析

在低真空条件下,利用Nd:YAG激光器产生的波长532nm、脉宽4.4ns的脉冲激光聚焦在置于低真空中的于钢铁样品,分析了激光作用后形成的凹腔形貌与激光能量密度、脉冲个数的关系。结果显示,凹腔的直径和深度随激光能量密度及脉冲个数的增大而增加,并且在能量密度小于20GW/cm~2及脉冲个数小于100的情况下凹腔的直径和深度增幅更为明显,反之,其增加趋势变缓。     

双光子染料ps激光泵浦下的超辐射和腔激射

本文首次报道了ps激光脉冲泵浦下的有机染料的上转换腔激射，当用1064nm激光（40ps）激发有机染料PSPS[trans-4-（4′-pyrrolidinyl styryl)-N-methyl pyridinium methyl sulfate]时，可以得到中心波长分别为615nm和620nm的超辐射和腔激射，用再吸收现象解释了腔激射相对超辐射的红移现象，用不同条件下再吸收系数的不同解释了超辐射和腔激射相对双光子荧光的蓝移。该染料的399ps的荧光寿命有利于腔激射的产生。我们得到了远大于泵浦光脉冲宽厚的200ps激光振荡，并对此现象进行了解释。     

瞬态同步泵浦锁模腔长负失谐现象的观察

用主被动锁模Nd:YAG倍频脉冲序列作泵浦源,研究了仅有十二次调制的瞬态同步泵浦锁模若丹明激光脉冲的时间特征,着重观察了瞬态同步泵浦锁模染料激光器的腔长负失谐情况,发现腔长负失谐下激光脉冲呈双峰结构,双峰间距和次峰大小均与失谐量成正比。当腔长     

脉宽可控的腔倒空射频波导CO2激光器

为了得到脉宽可控的腔倒空射频波导CO2激光器,采用了在陶瓷板上直接开波导槽的方法,构成了多通道Z折叠主本振激光器结构,并在主振波导进行CdTe电光晶体腔内调Q。在理论上计算了加载在CdTe上的高压脉冲下降时间的长短对腔倒空激光脉冲宽度的影响,并通过对高压脉冲电源等效负载参数的调整,得到了脉冲宽度可控的高重频腔倒空激光脉冲。在20kHz,40kHz,65kHz及70kHz的重频工作下,得到了半峰全宽约30ns、峰值功率在2kW以上的腔倒空激光脉冲。结果表明,这种新型腔倒空射频波导CO2激光器满足激光外差成像雷达系统参数要求。     

铜蒸气激光器脉冲磁压缩技术研究

文中介绍了由直流高压电路、脉冲放电电路和一级脉冲磁压缩电路组成的铜蒸气激光器电源。采用脉冲压缩技术后在35mm× 15 0 0mm激光管输入电功率 4 .5kW ,在脉冲重复率6kHz时作为振荡器用平凹腔可获得 35W的激光 ,作为放大级可获得 5 2W增益激光     

绿宝石的受激发射

纽约市立学院超快速光谱学实验室布克特（J. Buchert)等人已用绿宝石实现激光作用。这种绿宝石晶体（一种掺铬的铝硅酸铍）用波长为为627毫微米、脉宽8毫微秒，能量1~2毫焦耳的激光脉冲纵向泵浦。在峰值684毫微米波段上，有腔和没有腔时都观察到了受激发射。由于绿宝石是原子结构，因此，它适于高功率,可调谐和短脉冲激光振荡。     

宽线宽Cr∶LiSAF受激布里渊散射相位共轭谐振腔的实验研究

将受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜置于谐振腔中,构成宽线宽Cr∶LiSAF相位共轭激光器,对其输出特性进行了初步研究. 由于宽线宽激光的受激布里渊散射阈值较高,所以Cr∶LiSAF相位共轭激光谐振腔的形成比较困难.为了提高起始腔中的激光能量密度,我们将起始腔输出镜的透射率减小,后腔镜为高反镜,在SBS池的两端分别用透镜将腔内激光聚焦到池中,选用适当的SBS介质.实验中观察到相位共轭腔的输出脉冲,其脉冲宽度约为80 ns,实现了相位共轭腔的自调Q输出.与共轭腔未形成时的静态输出光束相比,光束质量得到明显提高. 我们还在起始腔中放置了三个色散棱镜.由于腔内棱镜所造成的损耗较大,单靠起始腔中的静态激光无法达到相位共轭腔的启动阈值.为此,借助电光调Q来增大起始腔中的激光能量密度,即以动态激光启动相位共轭腔.实验表明,这种相位共轭腔不仅能进一步压缩激光脉冲,达到30 ns左右,更重要的是能够有效地提高输出光束的质量,并能在一定的波长范围内调谐激光输出.(OB5)     

ps双波段超短腔染料激光器的研究

在超短腔染料激光器中,使用Rh6G乙醇溶液,获得了红黄双波段激光输出。实验研究了双波段激光的光谱和时间特性。首次发现用自相关器可以测量双波段激光脉冲的时间间隔。在理论上探讨了红黄双波段激光产生的机理。     

双通道共电极双波长高同步射频波导CO_2激光器

研制了双通道、双波长共电极的射频波导CO2激光器,激光器采用双通道共电极结构,每一通道用光栅选频输出,可用压电陶瓷(PZT)控制激光腔长,以调节激光频率以及脉冲激光建立时间。两个通道同时获得了不同波长的脉冲激光输出,通过调节PZT上的电压使双通道输出脉冲激光达到同步,激光器不仅结构紧凑、体积小,而且具有很高的脉冲同步几率。     

双调Q复合腔Nd∶YAG-Cr4+∶YAG激光器的研究

报道一种有实用价值的、构思新颖的双调Q ,双波长输出的Nd∶YAG Cr4+∶YAG激光器。在由两个平凹腔耦合而成的复合腔中 ,Cr4+∶YAG晶体既作为可饱和吸收体对Nd∶YAG发射的 1 0 6 μm激光被动调Q ,又作为增益介质在 1 0 6 μm激光脉冲作用下发射中心波长 1 4 4 μm的激光脉冲。该激光器实现了 1 0 6 μm激光被动调Q和 1 4 4 μm激光增益调Q的双波长激光振荡 ,输出的 1 0 6 μm和 1 4 4 μm激光脉冲的能量和脉冲宽度分别为 18mJ,5 2ns和0 2 5mJ,19ns ;后者的脉冲宽度约为前者的三分之一。理论上 ,根据Cr4+∶YAG的能级结构和复合腔特点 ,分析了双调Q的工作机理 ;从速率方程出发导出双调Q复合腔激光器输出的 1 4 4 μm激光脉冲宽度和腔内 1 0 6 μm激光功率的关系。 1 4 4 μm激光脉冲时间宽度的理论计算值 ( 2 1 7ns)与实验结果 ( 19ns)基本相符。