双棒串接声光调QNd:YAG激光谐振腔的分析计算

对两个ＹＡＧ棒串接加两个声光器件的平平对称激光谐振腔,计算了稳定区,基模束腰半径和棒的主平面位置的光斑半径及模体积,找出了腔内光束参数随腔长的变化规律,并给出了腔长的参考范围。     

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。     

全固态连续单频671nm Nd∶GdVO_4-LBO红光激光器的设计及实现

为实现Nd∶GdVO4激光器单纵模运转,以环形腔选模的方法为基础,设计了"8"字形环形谐振腔来实现激光器单频运转,同时以Nd∶GdVO4为激光介质,LBO为倍频晶体,通过内腔倍频技术得到671nm的单频红色激光.通过调节谐振腔长度改变激光介质中振荡激光模大小,从而优化激光介质中振荡激光模和泵浦激光模之间的交叠比率以提高输出功率,实验测得最大输出功率为0.9W.     

四镜折叠腔激光器腔内倍频束腰研究

基于传输矩阵理论,针对半导体激光端面抽运的四镜折叠腔腔内倍频固体激光器,数值分析了谐振腔中倍频分臂的束腰尺寸和位置与腔参量的关系.分析表明,选择较小曲率半径的后端镜以及适当缩短谐振腔倍频分臂的长度,均可以减小倍频分臂中激光的束腰半径,同时也会使束腰位置更靠近后端镜;其他分臂的长度变化对束腰尺寸影响不大,但可改变束腰的位置.较小的束腰半径有利于获得较高的二次谐波转换效率,但若束腰距离后端镜过近,在高功率运转情况下,容易损伤后端镜表面薄膜.     

一种棱镜式激光陀螺跳模特性研究

针对棱镜式激光陀螺跳模过程性能较差的现象,系统研究了棱镜式激光陀螺的跳模特性。建立了稳频执行机构的数学模型,理论分析了整个跳模过程,给出了跳模电压增量与温度及跳模起始电压的函数关系,消除了跳模过程脉冲数波动大的现象。进一步研究了棱镜式激光陀螺的开闭环扫模特性,实验结果表明,合光限模较浅会引起双纵模竞争从而导致陀螺跳模跳数。在不改变谐振腔合光限模参数的前提下,调整光强参考电压或反馈回路前置放大增益的方法可以使开闭环扫模特性合适,避免陀螺跳模跳数。此分析结果可以改善陀螺精度,减少谐振腔返修率,提高陀螺生产效率。     

单模Er3+/Yb3+共掺磷酸盐光纤的激光实验研究

利用长度仅为6.4 cm的自制单模 Er3+/Yb3+共掺磷酸盐光纤作为激光工作物质, 采用F-P型谐振腔结构,在中心波长为980 nm的多模LD光源的泵浦下,实现了较稳定的连续单模激光输出,其输出功率大于40mW, 中心波长为1 534.5 nm,3 dB线宽小于1 nm.实验表明,通过优化谐振腔的参数,可望在自制单模磷酸盐光纤中实现窄线宽的单频激光输出.     

Yb:KYW激光飞秒脉冲振荡的稳定性研究

利用解释激活介质中非线性折射并修正ABCD矩阵的近似,确定了产生自锁模z-fold腔结构Yb:KYW激光器的腔参数的范围.利用产生最有效锁模的腔参数及涨落模型,进行了激光过程的数值模拟.在激活介质为1cm的KYW晶体中,对功率为6W,波长为982nm,光束截面为1cm×50μm的边带泵浦进行计算,结果表明:对于以上这些参数,自发现象可能发生,并且色散补偿允许有限带宽飞秒脉冲振荡.当自聚焦时间为130μs时,最短的脉冲连续时间大约为200fs,可与饱和增益半导体激光器相比,甚至更小.用双棱镜来确定的稳定的飞秒脉冲产生的负色散区域是(17000-42000)fs2.     

MPCVD装置圆柱谐振腔的仿真设计

根据电磁场理论设计了用于微波等离子体化学气相沉积系统的TE11模圆柱谐振腔,推导了该谐振腔的电场分布,计算了圆柱腔的几何尺寸.利用电磁场仿真软件CST对圆柱腔内的电场分布进行仿真,比较分析了不同天线耦合深度以及不同石英窗厚度对电场分布的影响.仿真优化结果表明天线耦合深度为5mm、石英窗厚度为5mm时腔内微波耦合良好,能...     

光参量振荡固体激光器研究

实验采用电光调Q、闪光灯泵浦实现高峰值功率的1.064μm基频光输出,利用Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体和非稳定谐振腔光参量振荡器Optical Parametric Oscillator(OPO)技术,实现了1.57μm人眼安全波段激光。在腔镜曲率半径为2m条件下,测量分析了非稳定谐振腔OPO中不同透过率输出镜时的激光输出特性,获得了最大输出能量35m J、脉冲宽度1.5ns的人眼安全波段的脉冲激光输出。     

大功率基横模高斯光束的产生

分析了含有热透镜的固体激光器的谐振腔,得到在动力学稳定区的两个工作点.采用双凹对称腔,使工作点落在动力学稳定区的边界附近,在长腔情况下获得了37W的基横模连续YAG激光输出     

Nd:YAG调Q脉冲激光器微孔实验研究

为了输出高功率、高光束质量的脉冲激光以及制备高质量微孔,对平凸非稳腔结构进行了理论分析,给出了腔参数变化曲线.设计出了高功率、高光束质量的平凸非稳腔灯泵浦脉冲Nd:YAG调Q激光器.激光脉冲能量为500 m J,峰值功率达到5 MW,光束参数积优于4.2 mm.m rad.分别在0.04~0.07 mm厚度金属碳钢及1mm厚度非金属陶瓷上进行了微孔打孔实验,得到了百微米微孔.     

长脉冲泵浦的Nd:YAG激光棒中热效应的测量

报道了一种长脉冲泵浦条件下Nd:YAG激光棒热透镜焦距和温度梯度导致的光走离角测量方法。该方法通过高速相机以5 khz的拍摄频率获取TEM00模He-Ne激光的光斑尺寸和位移变化,运用光学矩阵、q参数和ABCD法则,计算得到了动态热透镜焦距和光走离角。经多组测量发现:热透镜在泵浦期间表现为负透镜,泵浦强度越强焦距越短;在这些测量中出现的最短焦距约为-0.33 m;光走离的变化和热透镜焦距的变化几乎同步;光走离的方向限制在一个特定的子午面内;走离角随泵浦增强而增大,最大走离角同样出现在泵浦结束后,大约为3 mrad。     

激光束在大气中的传播特性研究

激光大气传输特性是研究激光在通过大气传播的过程中,大气与激光相互作用产生的一系列线性与非线性效应以及这些效应对激光传输的影响。文章基于正的共焦非稳定谐振腔的激光场,采用快速傅里叶变换（FFT）等方法研究激光光束在大气中的传播特性,分析了强激光器如二氧化碳激光器在大气传输中产生的一些线性光学效应,并在只考虑大气折射、大气分子吸收等对激光光束的影响下,求出了激光光束在大气中的偏移、光束的扩展和光束质量等,进而利用β参数和Strehl比来评价高能激光器的光束质量特性,给出了这两个参数随着最高能量变化的图形。     

高电力二极管Nd：YAG激光器的最佳共振条件

对高电力二级管Nd:YAG激光器的输出功率和偏光特性进行图表分析.介绍了平行-评判共振器的结构,讨论了根据偏光方向的热焦点和热弹性产生的热效果问题.在原有的输出功率下,能保持稳定的激光输出的最佳共振条件,同时对非对称构成的高电力Nd:YAG激光共振器在理论上预测的光共振条件和实验结果进行了比较.     

表面等离子波导系统中基于远场耦合的可控单向无反射

设计了一个由两个共振器与一个表面等离子波导边耦合的系统,并通过施加外部电压研究了该系统的单向无反射现象.研究结果表明：当外部电压U=2.75 V(9.47 V)时,正向反射率接近0(0.58),反向反射率接近0.71(0);该系统可以在较宽的电压范围、共振器的间距范围、共振器A与表面等离子波导的间隙范围和共振器B的长度范围内实现单向无反射现象.该研究结果可为研发光二极管、电光开关、滤波器、传感器等元件提供理论参考.     

多模光纤耦合LD输出光束的空间耦合技术

为了研究多模光纤耦合LD输出光束通过空间耦合后的光场分布,分析了多模光纤输出端面的光场分布,用光学ABCD矩阵讨论了多模光束通过光学系统的变换特性.并实验测量了通过薄透镜耦合后的光束分布参数,测量结果在束腰附近与计算结果相当吻合;对不同薄透镜的数值计算发现,增加入射光束到透镜的距离,或者使用短焦距的透镜,都能起到压缩光斑尺寸的目的.对于空间耦合泵浦固体激光器的光纤耦合LD的输出光束,使用短焦距的透镜要优于使用长焦距的透镜.     

大功率Slab CO_2激光器光束质量的测量

为了充分了解SlabCO2激光器的光束质量,采用LASERSCOPEUFF100光束光斑质量检测仪对SlabCO2激光器的光束质量进行了全面的测量研究.从激光束通过飞行光学导光系统(flyingoptits)前后的光束质量测量、聚焦后光斑的质量测量以及焦点漂移4个方面全面考察了SlabCO2激光器的光束质量.测量结果表明:SlabCO2激光器的光束质量因子M2约为1.1,光束横截面的强度分布接近基模高斯分布;激光束经过长距离的导光系统传输后仍能保持光束横截面的强度分布,采用焦距为190.5mm的聚焦镜,聚焦光斑的半径约83μm;在工作范围内(x:0-3m)的焦点漂移量约为1mm.     

Nd:YVO_4/Cr~(4+):YAG被动调Q激光器输出特性的提高

针对提高连续激光二极管抽运Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q激光器输出特性,进行了理论和实验研究。Nd:YVO4相对于Nd:YAG,具有受激辐射截面很大的特点,因此有利于连续运转,但是泵浦功率一定的情况下储能低,不利于被动调Q运转。基于被动调Q速率方程,分析了可饱和吸收体内光束截面积对输出特性的影响,提出了在谐振腔内加入扩束镜的新方法。放在谐振腔中的扩束镜让饱和吸收体内的光子数密度增大,因而可以提高被动调Q激光器输出特性。在Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q激光器试验中用倍率3的扩束镜,将峰值功率提高了一个量级以上,单脉冲能量提高了两倍以上。该方法也可以应用在其他被动调Q激光器中,以便提高激光输出特性。