LD抽运单块非平面环形腔单频激光器

报道了激光二极管(LD)抽运单块非平面环形腔(NPRO)Nd:YAG激光器和LD抽运单块键合晶体非平面环形腔Tm:YAG激光器实现单频运转的实验结果.采用LD抽运的单块非平面环形腔Nd:YAG激光器,分别获得了1.876 W和616 mW的1064 nm和1319 nm的单频激光输出,对应的光一光转换效率分别为53.4%和19.2%.采用LD抽运单块键合晶体非平面环形腔Tm:YAG激光器,获得了878 mW的2μm单频激光输出,光一光转换效率为18.8%.为了减小2 μm激光器的热效应,采用一种新型的YAG+Tm:YAG+YAG键合单块非平面晶体结构形式并取得了良好的效果.     

外腔倍频伺服控制系统的研究

文章阐述了激光谐振腔长控制原理,介绍了一种外腔倍频激光系统的组成及工作原理,对该系统中激光器谐振腔长的控制算法进行了研究,这种算法能使系统快速精确地对激光器的谐振腔长进行伺服控制,使外腔倍频激光系统能够稳定的工作在最佳状态.     

同空间三波长可调谐TEA CO2 激光器的研究

成功研制了一种新型具有空间重叠性的平面-腔三波长TEA CO2激光器。在阐述该激光器的构造基础上，通过试验结果，分析了该激光器的多种输出特性。     

一种新型的热稳腔

一种新型的热稳腔,由半导体激光泵浦源、全反射镜、固体激光介质、x向位置可移动的补偿透镜、输出镜及x向移动控制装置组成.在激光谐振腔内放置一x向位置可根据激光输出功率的变化而移动的补偿透镜,从而在大功率激光输出时消除腔内的热透镜效应,形成一热稳定腔.该热稳定腔可应用于大功率半导体泵浦固体激光器,有效消除腔内的热透镜效应,在激光大功率输出时保证激光器性能稳定可靠.     

基于SiP技术的VCSEL阵列微系统封装

针对半实物仿真系统的需求,基于系统级封装技术提出了一款由垂直腔面发射激光器(VCSEL)激光器阵列、激光器驱动芯片、电源芯片等组成的微系统,并介绍了基于微机电系统微纳加工技术的VCSEL激光器阵列的制造工艺流程.该激光器的封装方法具有集成度高、可靠性高等特点,相比于其他驱动及封装方法大大提高了驱动效率和空间利用率,因此在光学成像、通信、互联等领域具有广泛应用前景,为实现半实物仿真中激光成像发生器奠定了基础.     

单频单方向回音壁模式微腔激光器

单色性是激光的重要特性.在激光器中加入选频元件,可以获得单纵模的激光输出,这样的激光也被称为单频激光.目前已经有很多商用化的技术可以用来产生单频激光,单频激光对推动科学研究以及光通信等产业起了决定性的作用.光学微腔激光器是可以芯片化制作的微小激光器,是光子芯片中不可或缺的光源.基于全反射约束机制的回音壁模式光学微腔激光器由于高品质因子等优点受到广泛重视.但是,高Q微腔一般在比较大尺寸的微腔中实现,这时,微腔中相邻回音壁模式间隔远小于增益介质的增益谱,所以,通常人们得到的超低阈值微腔激光器都足多纵模(多频)输出.针对这个问题,我们提出采用耦合微腔的方法,在保持回音壁模式微腔高品质因子的同时,压制多纵模,产生单频激光输出.     

基于SiP技术的VCSEL阵列微系统封装

针对半实物仿真系统的需求,基于系统级封装技术提出了一款由垂直腔面发射激光器(VCSEL)激光器阵列、激光器驱动芯片、电源芯片等组成的微系统,并介绍了基于微机电系统微纳加工技术的VCSEL激光器阵列的制造工艺流程.该激光器的封装方法具有集成度高、可靠性高等特点,相比于其他驱动及封装方法大大提高了驱动效率和空间利用率,因此在光学成像、通信、互联等领域具有广泛应用前景,为实现半实物仿真中激光成像发生器奠定了基础.     

基于半开放腔的可调谐多波长随机光纤激光器研究

提出了一种具有可调谐特性的半开放腔多波长随机光纤激光器,利用单模光纤和环形结构组成半开放腔结构,通过改变布里渊抽运激光波长实现输出随机激光的可调谐特性。结果表明,当布里渊抽运波长为1550.01 nm时,该激光器最多可以实现4个波长的随机激光输出,且可以通过控制掺铒光纤放大器的输出功率来精确控制输出随机激光波长数目,其一阶至四阶斯托克斯光的阈值功率分别为12、31.6、73、610 m W。其中,一阶斯托克斯光的斜率效率可达12.5%。固定掺铒光纤放大器的输出功率为631 m W时,随着随机分布反馈光纤长度的增加,随机激光输出功率成指数下降。该激光器的输出波长可在1528~1580 nm的波长范围内调谐。此外,半开放腔的结构设计有效地消除了输出光谱中奇数和偶数阶斯托克斯光的峰值功率差异。     

平面工艺制作的定向输出微腔半导体激光器

光学微腔中偶极子自发辐射受到空间和频谱调制,能实现自发辐射增强或抑制效应,而且其有源区体积可以非常小,有利于极低阈值工作和极高的调制速率.在过去的二十多年来,垂直腔面发射激光器、回音壁模式(whispering-gallery mode)微腔激光器以及光子晶体微腔激光器三类光学微腔激光器的研究取得了很大的进展.回音擘模式微腔中,模式光线由于其在微腔界面的入射角大于全反射临界角而受到限制,是一种结构非常简单的光学微腔.微盘激光器作为典型的回音壁模式微腔激光器,可利用普通的边发射激光器外延片材料,采用半导体平面工艺制作,引起了人们很大的重视.但圆对称结构的微盘激光器易于实现回音壁模式的全反射限制,却难以得到定向的激光输出,限制了它的应用.人们往往采用局部破坏圆盘的对称性、整体变形以及消逝波耦合的输出波导实现微盘激光器的定向激光输出.在圆对称的微盘结构中,模式光线在微腔与空气界面上的入射角是恒定的,而在整体变形的圆盘中,如椭圆形微腔中,模式光线在界面的入射角则不断变化,并在某些位置上小于全反射临界角而折射出光学微腔,从而实现定向输出.这种变形微盘中模式光线往往具有混沌现象,因而吸引了人们的注意.     

多点抽运单点输出双镜环行激光器

提出并实现了多点抽运、单点输出的双镜非平面环行激光器。该激光器谐振腔由2面反射镜组成,其中1面反射镜直接镀制在激光晶体表面上,所产生的激光在2面腔镜之间沿着非平面光路传播,在谐振腔内形成振荡;该激光器可方便地进行多点端面抽运,降低热效应并提高输出功率;其输出反射镜分成2个扇区,面积大的扇区对振荡激光是全反射的,面积小的扇区对振荡激光是部分透射的,从而实现振荡激光在输出镜上的单点输出,给出了2点抽运时激光单点输出的实验结果。讨论了谐振腔光路模式的特征参数,给出了部分光路模式模拟图。     

基于闭合腔的光纤激光器波长选择技术

将由中心波长各不相同的多个光纤光栅组成的光栅串置于一腔中,与另一个环形腔构成基于闭合腔的波长可调谐的光纤激光器.通过选择可调谐F-P滤波器的透过波长与某个光栅的中心波长一致,在腔中共振形成激光输出,实现了该激光器的波长可调谐技术.     

半导体激光器的微腔结构调制及其脉码在光纤中的传输

采用腔量子电动力学(QED)方法,定量讨论了平面结构微腔半导体激光器的自发发射特征物理量随腔结构的变化规律.在微腔半导体激光器自发发射因子调制、自发发射寿命调制以及一些实验依据的基础上,提出了微腔结构调制方法.数值模拟了其脉码在光纤中的传输图形.结果表明,微腔结构调制方法在提高脉码比特率方面优于同参数下的电流调制方法.     

半导体激光器的微腔结构调制及其脉码在光纤中的传输

采用腔量子电动力学(QED)方法,定量讨论了平面结构微腔半导体激光器的自发发射特征物理量随腔结构的变化规律.在微腔半导体激光器自发发射因子调制、自发发射寿命调制以及一些实验依据的基础上,提出了微腔结构调制方法.数值模拟了其脉码在光纤中的传输图形.结果表明,微腔结构调制方法在提高脉码比特率方面优于同参数下的电流调制方法.     

以环行器和光纤光栅为腔镜的可调谐窄线宽激光器

实验报道了一种结构简单有效的波长可调谐掺铒光纤激光器.该激光器为线型腔结构,由环行器(DC)、掺饵光纤(EDF)、光纤布拉格光栅(FBG)和波分复用(WDM)组成.利用环行器作为全反射腔镜,光纤布拉格光栅作为波长选择性腔镜,通过对光纤光栅施加轴向应力改变其布拉格波长来实现光纤激光器的波长可调谐输出.利用此结构.室温下实验获得了中心波长在1543.5～1549.5 am连续可调,边模抑制比(SMSR)大于50 dB的连续激光输出,激光输出线宽保持在0.01 nm以下.     

定向棱镜谐振腔准分子激光器

在普通平－平腔XeCl准分子激光器中,用定向棱镜替代平面全反射镜,构成定向棱镜谐振胶准分子激光器。该激光器获得了高抗失调能力和在近场具有相干平顶式的均匀光场、远场具有能量集中的光场分布,压缩了光束发散角,改善和提高了光束质量。提供了一种实用新型的准分子激光器技术。     

角锥棱镜式半导体抽运单频固体激光器

基于单块非平面单向行波环形腔实现单频激光振荡的原理,提出一种新型非平面环形腔单频激光器结构.新型激光谐振腔以角锥棱镜和直角棱镜组成振荡光束非平面反射光路.光线在角锥棱镜内实现非平面全内反射,并引入不同方向偏振分量之间的相移,所以角锥棱镜起到波片的作用.直角棱镜由激光增益介质Nd∶YAG加工而成,其自身具有磁光效应,在外加磁场作用下相当于法拉第旋光器.直角棱镜的一个直角面作为单频激光的输出面,镀上对S和P偏振光反射系数不同的介质膜,其作用相当于偏振器.这样法拉第旋光器、波片和选偏介质膜共同构成光学单向器,使光在腔内单向传播,克服由于腔内存在驻波而引起的空间烧孔,实现单频振荡.角锥棱镜式谐振腔与单块非平面谐振腔及其他形式的环形腔相比具有如下优点:(1) 抽运方式灵活,既可以侧抽运,也可以端抽运,这样有利于实现大功率单频激光输出.(2) 可以在腔内插入其他光学元件,实现调Q,调频及主动稳频等功能.(3) 可以应用热光胶技术将其单块化,以提高谐振腔的机械稳定性.(4) 角锥棱镜和直角棱镜对光传播方向失调不敏感,这一特点使角锥棱镜式谐振腔较普通环型腔具有更好的稳定性. 实验研究得到角锥棱镜式非平面环形腔激光器单频激光输出功率1 W以上,光-光转换效率为23%.这种腔型还可以做激光放大器.(OC25)     

基于微纳光纤环的多波长锁模光纤激光器

提出了一种基于微纳光纤环的多波长锁模光纤激光器,该光纤激光器由"8"字形激光腔和微纳光纤环两个部分构成。光纤激光器锁模机制是基于非线性放大环形镜的等效可饱和吸收作用,并在单向激光腔一侧加入微纳光纤环,该环是由单模光纤火焰拉锥后扭曲制成的。由于不同波长的光在通过微纳光纤环扭曲区域时会产生相位差,从而导致了多波长锁模现象。实验中,通过增加抽运功率和调节偏振控制器获得双波长的锁模脉冲。该多波长锁模光纤激光器具有全光纤结构,在光传感、光学测量、微波光子学、光信号处理、太赫兹波产生和波分复用光传输系统等领域都有着非常重要的应用。     

YAG激光参量对刻蚀微坑形貌的影响

为了增加单次激光脉冲刻蚀微坑的深度,提高加工效率,利用双声光调制技术,通过对比不同能量密度的脉冲激光刻蚀微坑深度,及对比两种激光器输出的激光脉冲刻蚀微坑形貌,研究了激光参量对刻蚀微坑形貌的影响。结果表明,脉冲能量密度为20.21J/cm2时,刻蚀微坑深度达到最大值,继续增加能量密度时,微坑深度将随之减小;相比于单腔激光器,双腔激光器刻蚀微坑深度从5μm增加至10μm,微坑直径从161μm降至134μm。     

一种新型高功率倍频YAG激光器

浙江大学和公安部第三研究所联合制成一种结构新型的YAG激光器.这种激光器的尺寸比相同输出功率的普通YAG激光器小一半,而且还有不怕振动的性能,能够在很强的振动环境下长时间稳定地输出激光.经过由10所高等院校和研究所组成的专家小组的评议,认为这是我国首创的新型结构激光器,在结构上有独到之处.该激光器采用了折迭式共振腔结构,用角隅棱     

高能激光器抗失调谐振腔的输出特性

在脉冲TEA CO2 激光器中采用角隅反射镜作为全反镜,平行平面镜作为输出镜组成新型激光谐振腔。本文重点研究了角隅谐振腔气体激光器的抗失调特性,并与平凹腔气体激光器进行了对比。在平面输出镜失调角同为6角分时,实验结果表明若平凹腔激光器的单脉冲输出能量下降47% ,角隅腔激光器的单脉冲输出能量仅下降8%,且近场光斑光强分布没有明显变化。当砷化镓输出镜透过率分别为71%、40%和30%时,角隅腔激光器的单脉冲输出能量分别为6. 46J、4. 6J和3. 4J。使用模式仪测量,其结果表明:角隅腔激光器近场光强分布均匀。