相位共轭激光器的能量反馈与双稳态

通过数值求解稳态下的PCL输运方程，研究了三种形式的能量反馈型PCL的特性。     

相位共轭Nd:YAG激光器

非线性光学相位共轭(NOPC)基本上是利用激光束控制激光束。这些系统利用光波通过非线性光学技术进行耦合,能发生在不同的材料内,例如气体、固体、染料、气溶胶、半导体和等离子体等。NOPC应用面很广,其中有实时自适应光学、瞄准和跟踪、激光陀螺、战术和战略激光系统、激光核聚变系统、光学计算机、图象处理和基础研究(即相干光学、光谱学和量子光学)等。下面介绍中等功率固体激光器所遇到的问题和解决的典型例子。相位共轭反射镜(PCM)可利用不同的非线性光学互作用,其中有三波和四波混频、受激布里渊散射(SBS)、受激喇曼散射(SRS)和光子回波。根据工作原理,PCM可分为二     

相位共轭反馈半导体激光器混沌动力学

本文研究了相位共轭反馈对半导体激光器的动力学行为的影响。结果表明，在弱反馈条件下，系统处于稳态;增加反馈量，系统由周期经周期三、周期四进入混沌。当相位共轭反馈量一定时，通过改变注入电流的大小，可以达到所期待的周期或混沌状态。     

半导体激光器混沌相位共轭反馈控制方法

提出了半导体激光器混沌相位共轭反馈(PCF)控制方法,建立了相位共轭反馈控制条件下激光器电流激发混沌的物理模型,发现其混沌控制物理机制是相位共轭反馈影响改变了激光器非线性增益和线宽增强因子特性,控制了系统的动力学行为及频率特性,其影响程度与反馈系数、延迟时间和光线宽增强因子等有关。数值模拟结果表明,在不同强度的光反馈下,通过调节相位共轭反馈光的延迟时间可以控制混沌激光到周期态、双周期态、多周期态等;发现相位共轭反馈控制特点是反馈光场和输出激光处于相干增强状态去实现混沌控制,且能控制实现激光器功率增强的周期脉冲输出。     

基于相位共轭及交叉相位共轭反馈的耦合激光器混沌增频

提出了一种基于相位共轭及交叉相位共轭反馈半导体激光器的耦合非线性动力学系统,分析了频率失谐及频率增强原理,研究了4个相位共轭反馈技术方案并进行两激光器混沌增频。研究结果表明,当利用相位共轭反馈对单个激光器进行混沌增频时,增频效果显著增强到原来的4倍;当利用相位共轭双反馈对两耦合激光器同时进行混沌增频时,增频效果达到原来的5倍以上,且谱线明显展宽;当利用相位共轭交叉反馈对激光器进行混沌增频时,激光器混沌振荡频率可被显著增加到原来的4.4倍;当利用相位共轭双交叉反馈对两个激光器同时进行混沌增频时,两激光器混沌振荡频率同时显著增加到原来的4倍或6倍,频谱明显展宽。此外,还提出了一种利用相位共轭双交叉反向反馈增加激光器混沌振荡频率的方法,研究结果表明:随着反馈量的增加,两激光器混沌振荡频率增加,最大可增加到原来的4.2倍或5.9倍,且频谱显著展宽。     

SBS相位共轭腔激光器的调Q效果与起始腔稳定性的关系

从理论上导出了起始腔的稳定性与腔内光学元件的布置及其参数之间的关系 ,实验验证了高衍射损耗的非稳定起始腔有利于提高相位共轭激光器的调 Q效果 ;实验观察了蒸馏水作为 SBS介质时 ,相位共轭激光器的输出特性 ,并与高增益的二硫化碳介质作了相应的比较 ,分析了它们之间差别的产生原因。     

掺杂铌酸锂氦氖相位共轭激光器

以掺杂铌酸锂单晶为相位共轭镜,氦氖气体为激活介质构成了外泵浦相位共轭激光器。实现了LiNbO_3在632.8nm波段上相位共轭激光器的连续自振荡。     

片状固体激光器内在的准相位共轭性质

本文提出片状固体激光器具有内在的准相位共轭性质,因而具有热稳定性好的特点,并作了演示。     

相位共轭镜和相位共轭腔

本文使用矩阵光学方法分析了:1.相位共轭镜的第Ⅰ和第Ⅱ变换矩阵的物理意义及其等效性;2.相位共轭腔与常规稳定腔的比较;3.相位共轭腔的模式特性;4.有频移的相位共轭腔以及相关的一些问题,5.相位共轭腔的稳定性问题。还对近期的一些理论和实验结果作了比较和讨论。     

相位共轭镜和相位共轭腔

本文使用矩阵光学方法,分析了下述论题:1.相位共轭镜的两类变换矩阵及其物理意义;2.相位共轭腔与常规稳定腔的比较;3.相位共轭腔的模参数;4.有频移的相位共轭腔;5.相位共轭腔的稳定性,并提出了一些问题加以讨论。     

轴对称折叠组合CO2激光器的相位锁定及其输出特性的研究

基于注入锁定原理,对轴对称折叠组合CO2激光器的相位锁定机制作了分析。详尽研究了相位锁定后光束的特性。结果表明,相位锁定能够提高光强的最大值,并且使输出光束的能量更集中。这样的结果能应用于激光打孔、激光切割等。     

相位共轭与光刻

将一束激光通过变形介质,如透镜或烟团。如果光由原反射镜反射,则合成的光束将出现二次通过介质产生的畸变。反之,当光束第二次作用于介质时,方向相同但相位相反的原共轭光波就完全不发生畸变。相位共轭技术可用于核聚变、能量传输、通讯、以及其他需要解决信号畸变问题的领域。相位共轭技术的一个重要应用领域是生产大规模集成电路。离子束加工系统用下述方法可制造极精确的图象:光通过带母模的掩模传播,并在称为“共轭晶体”的光学介质中与两束反向的激光束互相干涉,干涉产生的一束新的光束与发自掩模的光精确重叠。     

相位共轭天线阵研究

基于广义相位共轭条件,研究了相位共轭天线阵实现方向回溯功能的原理,详细分析了射频混频和中频混频两种实现方式的工作方式并讨论了各自的优缺点。理论推导了相位共轭天线阵的远场表达式,提出了射频泄漏系数的概念,仿真研究了射频泄漏系数对方向回溯场的影响,为方向回溯天线阵的进一步研究奠定了基础。     

相位共轭腔能提高激光器性能吗?

相位共轭“反射镜”在光学振荡结构上的使用,最近已成为理论上和实验上感兴趣的课题。相位共轭腔一个突出的优点是其输出波的波阵面仅与输出耦合器的质量有关,基本上与内腔象差无关。共轭波(也称波前时间反转或相位反转)的产生是一种新波产生的过程,这种新波以与入射波相反的方向传播,且横向相位的符号相反。因此,以θ角射到共轭器上的发散波将成为会聚波沿入射波相同光路反回。因此,可把共轭器设想为把反射和相位反转组合起来的一     

相位共轭反馈He—Ne激光器的噪声特性

本文报导了相位共轭反馈He－Ne激光器的噪声特性，观测到激光起伏存在两种变化过程，即几十赫兹的快变过程和秒量级的慢变过程，在远离半腔长整数倍处，相位共轭反馈只影响其激光器本征噪声的周期性，其噪声幅度变化较小，在一倍腔长处，噪声起伏约为激光输出的35％．     

相位共轭光反馈下半导体环形激光器的动力学

利用双模行波模型,数值研究了半导体环形激光器(SRL)在相位共轭交叉光反馈下的非线性动力学特性.研究发现,当两个模式的相位变化不同步时,SRL表现出低频反相振荡,其振荡周期随着反馈时间的增大逐渐增加.而对于相位变化同步的情况,通过改变注入强度,SRL可输出单周期态、多周期态和混沌态.利用自相关函数识别了产生的混沌信号的时延特征(TDS)并利用功率谱技术计算了相应的带宽,发现TDS随着反馈强度的增加先逐渐减小再增大,而带宽随着反馈强度的增加呈近似线性增加.这说明通过恰当调节反馈强度,混沌信号的TDS可以被较好地抑制,该信号可应用于安全保密通信和随机数产生中.     

DFB光纤激光器最佳输出特性研究

采用传输矩阵法,对影响DFB掺铒光纤激光器输出功率的耦合因子、光栅长度进行了研究,数值分析了不同谐振腔损耗下最佳输出功率所对应的最佳光栅长度及耦合因子的变化。结果表明,在设计光纤激光器时,根据光纤光栅的制作损耗,优化光栅长度及耦合因子可以使光纤激光器的输出实现最佳化。这些结论对基于光纤激光器的结构优化具有指导意义。     

主振荡功率放大激光器中锥度光纤相位共轭镜的实验研究

锥度光纤作为相位共轭镜具有高反射率、高保真度等优点，将3根自制的、规格不同的锥度光纤相位共轭镜应用在重复频率100Hz，脉宽28ns的激光二极管(LD)抽运的高功率脉冲激光主振荡功率放大器(MOPA)系统中，对其受激布里渊散射(SBS)性能以及锥度区尺寸的影响进行了研究。结果表明，芯径大于400μm的大尺寸锥度光纤可以应用于高功率激光系统中，如选择较长的后端光纤长度以及适当的锥度区规格可获得较高的受激布里渊散射能量反射率和输出能量。在应用总长5．2m，锥度区从φ400μm过渡到φ200μm的锥度光纤时，实验获得了高达85％的受激布里渊散射能量反射率和大于21mJ的双通输出能量，激光脉宽被压缩到17ns，最大峰值功率达到兆瓦量级。