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。     

关于亚纳秒近红外脉冲激光防护标准的商榷

关于亚纳秒脉冲激光的防护标准,国际学术界的意见不很一致。本文综合分析了近期发表的亚纳秒钕玻璃脉冲激光ED_(50)数据后指出,国际电工学会激光安全标准IEC825中有关亚纳秒近红外脉冲激光的最大容许照射量,对纳秒到皮秒之间的脉冲激光的适用性,已有一定数量的ED_(50)数据支持。对亚皮秒脉冲激光的适用性,需持慎重态度。     

亚纳秒Zig-Zag板条激光器实现500 Hz焦耳量级输出

亚纳秒激光因其对光电器件的损伤优于纳秒激光和飞秒激光,而被广泛应用于光电对抗领域。然而,在常规水冷条件下实现输出数百赫兹焦耳级亚纳秒激光还面临较大的挑战。笔者课题组面向国防重大需求,结合端面泵浦微片晶体百皮秒激光产生技术和多程多级板条激光放大技术,对板条激光器的放大性能进行大量的实验研究,并提出了温控双端泵浦技术,弥补双端泵浦结构的缺陷。实现板条激光器单脉冲能量952 mJ,重复频率500 Hz的激光输出,这将为光电对抗系统所需的高重频大能量激光提供优质光源。     

径向偏振光的产生方法及应用

径向偏振光与传统的均匀偏振光相比,其偏振态具有完美的轴对称特性,而且其光强在中心轴上始终为中空的分布。对近年来国内外学者对径向偏振光的研究现状进行了综述,简要介绍了径向偏振光的电场特性、产生方法及其应用。通过分析总结认为,采用衍射光栅反射镜是产生高功率和高质量径向偏振激光的新的发展趋势之一。     

基于氧化石墨烯与钙钛矿复合材料的被动调Q激光器北大核心CSCD

卤化物钙钛矿独特的物理结构和电子结构,使其表现出了明显优于传统半导体材料的非线性光学性能。本文报道了氧化石墨烯与钙钛矿复合材料(GO&CH3NH3PbI3)作为可饱和吸收体(SA)在被动调Q激光器中的应用。实验表明,氧化石墨烯的超快电荷传输特性和钙钛矿的强电荷产生效率可以结合在一起。GO&CH3NH3PbI3复合材料表现出更强的饱和吸收性能。将GO&CH3NH3PbI3 SA插入Nd∶YVO4全固态被动调Q激光器谐振腔内,实现了1064nm调Q脉冲的输出。当抽运功率增加到65W时,激光器平均输出功率为350mW。此时,激光器输出的调Q脉冲宽度为340ns,重复频率为1773kHz,射频信号信噪比为46dB。     

侧面抽运Nd…YAG锁模径向偏振光

根据Nd…YAG晶体侧面抽运下径向和切向热焦距的不同,以及半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模条件,利用激光二极管(LD)侧面抽运Nd…YAG四镜折叠SESAM被动锁模腔,在腔内无偏振选择器件条件下,实现锁模径向偏振光输出。模拟计算了径向偏振态和角向偏振态光斑大小与抽运电流之间的关系,分析给出了实现SESAM稳定锁模的条件,通过放置适当孔径的光阑,获得了最大输出功率为13 W、偏振态纯度大于92%、重复频率为59MHz的1064nm锁模径向偏振光。     

亚纳秒脉宽半导体泵浦电光调Q Nd:YVO4激光器

报道了一种利用半导体端面泵浦Nd:YVO4晶体并采用电光调Q的短腔激光器。通过理论分析和实验研究,确定了激光器的结构和参数,并证明使用电光调Q技术可以实现亚纳秒脉宽激光输出。在腔长20mm、重复频率为1～100Hz的范围内,获得脉宽小于600ps、单脉冲能量大于0.42mJ以及光束质量M2为1.9的100Hz激光输出,不稳定度小于±3%。     

千赫兹二极管抽运Nd∶YAG激光器

报道了一种采用双二极管抽运头、电光调Q实现高重频、窄脉宽Nd∶YAG激光输出特性。在重复频率1 kHz,二极管驱动电流65 A,BBO晶体电光调Q条件下,实现了平均功率6.5 W,电光效率10%,脉冲宽度17.25 ns的TEM00模1064 nm激光输出。研究了KD*P及BBO晶体的高重频工作特性,为下一步在高重复频率抽运时获得大能量的高光束质量激光输出奠定较好的基础。     

基于YAG/Nd:YAG/Cr4+:YAG键合晶体的被动调Q亚纳秒激光器

全固态被动调Q激光器有光束质量好、脉冲宽度窄、结构紧凑等特点,在雷达探测、工业制造等领域具有广泛应用前景。对YAG/Nd:YAG/Cr⁴⁺:YAG键合晶体被动调Q激光器的输出特性进行了理论和实验研究,在泵浦光中心波长为808 nm、光斑直径为230μm、泵浦功率为6.72 W的泵浦条件下,获得了平均功率1.41 W、脉宽736 ps,重复频率8.46 kHz的调Q激光输出。进一步研究表明,随着泵浦光焦点远离Nd:YAG端面,激光光斑的对称性下降;且泵浦光焦点离Nd:YAG端面的距离沿晶体轴向增大时,激光阈值呈上升趋势。     

钙钛矿可饱和吸收体红外激光器研究进展北大核心CSCD

可饱和吸收体激光器具有输出功率大、峰值功率高的特点,在军事、加工、医疗和科学研究领域有广泛的用途,常用于测距、电子器件微加工、大气检测、光谱研究、外科和眼科手术、等离子体诊断、脉冲全息照相以及激光核聚变等方面。近年来,将钙钛矿结构的材料作为可饱和吸收体的激光器比较少,但钙钛矿材料凭借其优异的光电性能作为可饱和吸收体在激光器领域有着出色的表现。本文综述了使用钙钛矿可饱和吸收体的激光器研究进展。最后,对钙钛矿可饱和吸收体激光器在2μm领域的未来发展进行了展望。     

径向偏振光束经三角形点阵列板衍射的偏振奇点

根据夫琅禾费衍射积分公式推导出径向偏振光束通过三角形点阵列板(TMP)衍射后的传输表达式,通过理论计算模拟并进行实验验证,得到衍射场光强分布图,衍射场光强成周期性排列。并用复Stokes场来分析径向偏振光束衍射场偏振奇点的变化规律。结果表明,衍射场的光强分布随着三角形点阵列板N值的改变而改变,偏振奇点的数目随着三角形点阵列板的N值的增大而增多。另外,光束参数(波长和光束束宽)、传输距离和三角形点阵列板的参数(三角板边长)均对偏振奇点的位置产生影响。改变三角形点阵列板的N值,伴随有偏振奇点的产生和湮灭现象。     

端面抽运Nd:YAG/Cr^(4+):YAG/KTA被动调Q级联拉曼激光器EI北大核心CSCD

报道了基于KTA晶体671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移的LD端面抽运被动调Q级联拉曼激光器。采用Nd:YAG/Cr^(4+):YAG复合晶体产生被动调Q的脉冲基频激光来驱动KTA晶体,研究了不同入射抽运功率下级联拉曼激光的输出功率、光谱和脉冲特性。随着抽运功率的增加,输出激光波长从以671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移级联拉曼的1178 nm单波长过渡到与1212 nm同时输出的双波长。在10.05 W的入射抽运功率下,获得了280 mW平均输出功率,6.2%转化效率的双波长激光。对应的脉冲宽度和重复频率分别为1.2 ns和10.3 kHz,单脉冲能量和峰值功率分别为27.2μJ和22.7 kW。结果表明:基于KTA两个相当增益强度的频移,结合腔镜镀膜控制可以获得丰富的斯托克斯激光波长。     

千赫兹电光调Q LD端面泵浦Nd:YVO紫外激光器

研究了LD端面泵浦Nd:YVO晶体的腔内三次谐波转换的全固化脉冲紫外激光器,当LD抽运功率为20 W时,355 nm平均输出功率为80 mW,脉宽为13ns,并对实验结果进行了分析和讨论.     

用于高功率径向偏振光的组合轴锥镜设计

为了提升激光器径向偏振光的输出功率,改进了原有W形轴锥镜内锥角为90°的结构。为研究光束在轴锥尾镜单元的传输特性,采用几何光学分析了轴向入射下、W形轴锥镜底角为90°时,内锥角的改变对出射光的影响,发现出射光的位置及方向不发生变化;为研究轴锥镜的热畸变特性,模拟了W形轴锥镜的温度形变,可知内锥角变大时整体温度变小且分布更加均匀。结果表明,随着内锥角的变大,光束中心的光程减少量相对于光束边沿的光程减少量增大;采用Fox-Li数值迭代法模拟了引入上述形变后谐振腔的激光模式,得出在内锥角为100°时温度形变对光束模式的影响最小。通过对W形轴锥镜温度形变的研究,可为优化W形轴锥镜的设计提供参考。     

径向偏振光对微纳尺度聚合物结构纵向分辨率的改善

研究了径向偏振型飞秒脉冲激光并将其引入基于双光子吸收理论的微纳加工系统,得到了更高纵向分辨率、更低长径比的二维微纳尺度聚合物结构.对聚焦光场内光强分布的理论模拟表明:径向偏振型飞秒脉冲激光在提高纵向分辨率的同时会在一定程度上降低聚合物结构的横向分辨率,使聚合物结构的长径比降低.用扫描电子显微镜表征聚合物结构得到的结果与理论模拟结果具有良好的一致性.径向偏振型飞秒脉冲激光提高了微纳尺度聚合物结构的纵向分辨率,在激光光刻领域有良好的应用前景.     

热退偏损耗完全补偿的千赫兹电光调Q Nd:YAG激光器

为了同时补偿固体增益介质的热致双折射及热透镜效应,进一步提高重复频率1 kHz激光二极管(LD)侧向抽运高平均功率电光调QNd∶YAG激光器的输出功率,设计了一种完全消除热退偏损耗的双调Q开关谐振腔结构,此结构在传统调Q谐振腔的基础上沿着偏振片的退偏方向增加了一个调Q谐振支路,并使得激光从增益介质方向输出.实验结果表明,此激光器的单脉冲能量比单Q开关结构的非补偿腔输出能量高出74.7%.当侧面抽运的激光二极管输出脉冲能量达到307 mJ时,激光输出能量达到26.2 mJ,光-光转换效率为8.5%,光束发散角为1 mrad.     

《量子电子学报》征稿简则北大核心CSCD

一、《量子电子学报》是由中国科学院主管、中国光学学会基础光学专业委员会和中国科学院合肥物质科学研究院主办、科学出版社出版的学术刊物,中文物理学类核心期刊。主要报道基础光学、量子光学、非线性光学、激光物理、激光化学、激光光谱学、激光生物学、集成光学、纤维光学、光电子学、光学器件与仪器等学科所取得的具有创新意义的学术成果,重要阶段性成果的研究简讯,颇有心得的教学研究,以及反映这些学科国际、国内发展的概况和动态,具有一定深度和广度的综述和对重要学术会议活动的介绍等。     

《量子电子学报》征稿简则北大核心CSCD

一、《量子电子学报》是由中国科学院主管、中国光学学会基础光学专业委员会和中国科学院合肥物质科学研究院主办、科学出版社出版的学术刊物,中文物理学类核心期刊。主要报道基础光学、量子光学、非线性光学、激光物理、激光化学、激光光谱学、激光生物学、集成光学、纤维光学、光电子学、光学器件与仪器等学科所取得的具有创新意义的学术成果,重要阶段性成果的研究简讯,颇有心得的教学研究.     

《量子电子学报》征稿简则北大核心CSCD

一、《量子电子学报》是由中国科学院主管、中国光学学会基础光学专业委员会和中国科学院合肥物质科学研究院主办、科学出版社出版的学术刊物,中文物理学类核心期刊。主要报道基础光学、量子光学、非线性光学、激光物理、激光化学、激光光谱学、激光生物学、集成光学、纤维光学、光电子学、光学器件与仪器等学科所取得的具有创新意义的学术成果,重要阶段性成果的研究简讯,颇有心得的教学研究,以及反映这些学科国际、国内发展的概况和动态,具有一定深度和广度的综述和对重要学术会议活动的介绍等。     

角锥棱镜腔Nd3+:YAG激光器被动锁模的理论分析和实验研究

报道了角锥棱镜腔Nd3 :YAG激光器的被动锁模理论分析和实验研究.理论分析并数值模拟了角锥棱镜旋转导致的腔内偏振态和光强的变化.利用偏振镜得到了线偏振的脉冲激光输出,并且和角锥棱镜一起改变腔内偏振态.实验中通过旋转角锥棱镜改变腔内的偏振态,调节腔内光强,得到被动锁模和被动调Q两种状态的脉冲输出,与理论分析的结果相一致.