蓝光LD泵浦Pr~(3+):YLF窄线宽脉冲激光器研究

Pr~(3+)离子固体激光器因具有丰富的可见光波段的辐射而备受科研工作者的关注。结合Pr~(3+):YLF激光器特性对法布里-珀罗(F-P)标准具进行了线宽压缩的理论分析,通过在谐振腔内插入厚度为0.5mm的F-P标准具对激光器进行压缩线宽,最终获得中心波长为639.63nm的Pr~(3+):YLF窄线宽脉冲激光器。在重复频率10KHz下实现了激光器线宽40.8pm,单脉冲能量3.23μJ,脉冲宽度145ns的脉冲激光输出。     

高增益高转化效率LD侧面泵浦模块的研究

采用光电探测器和脉冲电流钳对泵浦波形和激光输出信号进行采集,通过示波器判断激光起振时间,从而判断激光增益大小。比较了激光晶体半径分别为1.5 mm、2 mm、2.5 mm三种条件下LD侧面泵浦模块的增益特性。结果表明,激光晶体半径相对较小时,激光建立时间短,因此增益高,输出激光能量大,光-光转化效率高。     

列阵半导体激光抽运高频YAG激光器

在国家863的资助下,我们研制成功一种线列阵半导体激光抽运YAG激光器,其设计方案是用双管侧面垂直抽运,激光晶体棒为Φ3×50 mm,线列阵管发光长度40 mm,通过光学设计实现了单模抽运技术,不用特殊的选模措施,激光输出即是低阶横模,激光发散角小于0.8 mrad. 为了解决高频工作时的热效应,激光晶体棒和半导体激光管均采用蒸馏水循环冷却,两路冷却水是通过同一水抽运用三通接头连接的,总水量为8 kg,每分钟流量5 kg.用温控措施使水温控制在±1℃以内,最佳工作点为20℃. 通过实验和测试,该机在1000 Hz工作时,静态平均输出功率可达25 W,Q开关状态平均输出功率达15 W,激光脉宽12.5 ns,峰值功率约1.2 MW,激光系统具有很好的稳定性,连续工作2小时,激光衰减小于2%.激光头初步实现了小型化,包括密封系统总重量为3.5 kg.(PC4)     

电光效应角位移测量研究

根据耦合波理论,应用光学晶体线性电光效应,研究了高准确度测量角位移的方法,在任意选择入射激光及外加电场方向的条件下,获得输出光强的表达式,并且深入分析了透射率对入射激光方向、外加电场方向及入射激光波长的依赖关系,通过测量透射率确定转动物体的小角度位移量.并且利用简单的光学系统,对入射激光的入射角度进行压缩,扩大线性电光效应测量角位移范围达度级.     

双散热片结构光抽运垂直外腔面发射激光器的热特性分析

利用ANSYS有限元热分析软件对光抽运垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)内部的热场分布和热矢量分布进行了模拟,对比分析了两种散热结构的散热性能,讨论了抽运光斑的参量和金刚石散热片厚度对器件热特性的影响。模拟分析表明:在抽运功率密度较大时,与单面键合金刚石散热片结构相比,双金刚石散热片结构的OPS-VECSEL温升较低,引起的谐振波长差较小,热量向芯片上下两侧散失有利于器件的散热,并且随着抽运功率密度的增大,双散热片结构的散热优势就越明显;当上部金刚石散热片的厚度为500μm、下部金刚石散热片的厚度在300～500μm时可以实现很好的散热效果。     

新型伸展型表面活性剂辛基聚氧丙烯(9)聚氧乙烯(6)硫酸酯钠/磺酸钠的合成及其性能

以异辛醇为原料合成了伸展型表面活性剂辛基聚氧丙烯(9)聚氧乙烯(6)硫酸酯钠(P9E6S),并通过对P9E6S进行亚硫酸盐磺化得到新型伸展型表面活性剂辛基聚氧丙烯(9)聚氧乙烯(6)磺酸钠(P9E6SO)。用FTIR方法表征了P9E6S和P9E6SO的结构;研究了P9E6S合成P9E6SO的适宜条件;考察了P9E6S和P9E6SO的表面活性、耐高温水解性和界面活性,并与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)进行了对比。实验结果表明,P9E6SO适宜的合成条件为:w(P9E6S)=38.0%、n(Na2SO3)∶n(P9E6S)=4∶l、反应温度170℃、反应时间6 h,在此条件下P9E6S的磺化率为51.4%,水解率为12.4%。P9E6S和P9E6SO均具有良好的低温溶解性,乳化力为SDS的5倍以上;P9E6SO具有极好的耐高温水解性,可适用的油藏矿化度范围较宽。     

LD泵浦Nd:AG无水冷固体激光器可靠性分析

针对军用激光器的可靠性要求,用故障树分析法(FTA法)建立了LD泵浦Nd:YAG无水冷固体激光器的故障树模型,用下行法求出最小割集,计算了激光器的可靠度和平均无故障工作时间(MTBF),分析了激光器各部件的重要度。对激光器可靠性薄弱环节,提出了控制系统结构、增加重要子系统冗余的措施,以求较大程度地提高激光器的可靠性。理论计算与激光器实际工作符合较好。     

珠宝雕刻用LD泵浦被动Q开关YAG激光器研究

报道了利用连续激光二极管端面泵浦被动Q开关固体Nd:YAG激光器,研究设计了实用光学耦合系统,采用初始信号透过率为80%的Cr4+:YAG晶体实现被动调Q,采用平凹直线腔结构,高重复率调Q激光器中获得了稳定的1064nm窄脉冲激光输出.当泵浦功率为5W,重复率为5kHz时,获得的输出单脉冲能量平均为118μJ,脉冲宽度5 ns,光-光转换效率为15.7%.此性能激光器可用于珠宝雕刻等领域.     

Er∶YAG固体激光器研究

对Er∶YAG固体激光器进行了深入的理论和实验研究.研制出一台小型化、无水冷、低重复频率、输出中心波长为2.94 μm的激光器样机. 针对Er∶YAG固体激光器的高阈值问题,谐振腔的选择有几种方案.本文采用平-平谐振腔,主要考虑到平-平腔输出的模体积较大,而且便于调节.经过反复计算和实验对比,全反镜最后选定了一种特殊膜.输出镜则采用双膜最佳耦合输出窗.获得了稳定的2.94 μm激光输出,输出能量为焦耳量级,取得了满意的实验结果. 为提高此种激光器的实用性,在激光器的整体设计和调整机构上都尝试创新.通过对激光器的整合,实现了小型化和一体化.激光器尺寸为190 mm×45 mm×35 mm,重约240 g.整机外型尺寸为330 mm×190 mm×110 mm,重约3.5 kg.由于体积小、重量轻、无需水冷、使用方便,故可应用于激光医疗、激光加工、激光测距、科研实验等诸多领域,有广泛的开发前景.(OE12)