高功率激光二极管端面抽运重复频率Yb:YAG激光器

采用940 nm InGaAs激光二极管(LD)阵列端面抽运片状Yb:YAG晶体,谐振腔采用V形有源镜构型,实现了1030 nm红外激光输出.实验中分别测试了激光器在不同重复频率(1 Hz,2 Hz,5 Hz,10 Hz)条件下的激光输出特性.当输山耦合镜的反射率为73%.在抽运能量为7.6 J(功率密度为13 kW/cm2)时,1 Hz重复频率输出稳定运行于2.43 J,光一光转换效率为32%,斜毕效率为54.5%;10 Hz重复频率输出稳定运行于1.76 J,光-光转换效率为23.2%.斜率效率为43.3%.     

羟丁酸钠在大鼠海马脑片缺氧复氧损伤中的保护作用机制

目的 研究羟丁酸钠(SO) 在大鼠海马脑片缺氧 复氧(H R) 损伤中的保护作用, 揭示SO 在缺血性脑损伤中的保护作用机制。方法 采用大鼠海马脑片H R 损伤模型。设正常对照组, H R组, SO 1 、10 、100 μmol/L 组, NCS-382 100 μmol/L +SO 100 μmol/L (NCS-382 + SO) 组、NCS-356100 μmol/L (NCS-356) 组。测定脑片孵育液中乳酸脱氢酶(LDH) 释放率, γ-氨基丁酸(GABA) 、谷氨酸(Glu) 含量;脑片进行TTC 染色计算组织损伤百分率;HE 染色观察组织病理形态学变化, 流式细胞仪测定细胞内钙;酶组织化学法检测一氧化氮合酶(NOS) 的表达。结果 SO 明显降低H R 海马脑片LDH 释放率(P<0.01), 提高TTC 染色的A490值, 降低组织损伤百分率(P<0.01), 升高GABA Glu 比值(P<0.01), 减轻H R 所致的组织病理损伤。H R 组脑片细胞内钙荧光强度和NOS阳性神经元明显高于正常对照组(P<0.01) ;SO 100 μmol/L 组、NCS-356 组细胞内钙荧光强度较H R 组显著减弱(P<0.01),NOS 阳性神经元的数目明显减少(P<0.01)。用γ-羟基丁酸(GHB) 受体选择性阻断剂NCS-382 后再使用SO, 细胞内钙荧光强度、NOS 阳性神经元的数目均接近H R组。结论 SO 对大鼠海马脑片H R 损伤有明显的保护作用, 其机制可能与升高GABA Glu 比值, 激动GHB 受体抑制细胞内钙的增高及NOS 的表达有关。     

布氏角片状激光振荡器腔内损耗实验研究

为了研究布氏角片状激光器能量转换效率,提高激光器系统转换效率,采用实验的方法,对影响片状激光器转换效率的主要因素进行了理论分析并进行了实验验证,取得了能量输出与激光腔内损耗关系的数据。结果表明,多片结构带来的腔内固有损耗导致了激光器总体效率低下,由布氏角构形产生的腔内动态损耗限制了激光器连续工作能力,抽运损耗也对激光器能量转换效率有一定影响。     

V型有源镜构型热容激光器热特性研究

为了提高抽运效率、改善抽运均匀性、克服热退偏的影响,建立了一套V型有源镜构型热容激光器,采用数值模拟与实验研究相结合的方法,对激光介质热分布进行了研究。数值模拟充分考虑了内热源的分布不均匀性,分析了激光介质的3维热分布。实验中采用热像仪对激光介质的表面温度进行了无接触测量。数值计算和实验研究结果具有较高的一致性。研究结果表明,该激光器构型对于提高热分布均匀性有较大的帮助。     

混合掺杂Cr~(4+),Yb:YAG晶体储能特性的数值模拟

借助于Cr4+,Yb:YAG激光放大器抽运动力学模型,在浓度(原子数分数)厚度(mm)积为15%.mm、抽运功率密度为20 kW/cm2的情况下,对不同口径、不同掺杂浓度的Cr4+,Yb:YAG晶体放大器中的储能进行了模拟计算。计算表明,在不掺入Cr4+的Yb:YAG晶体中,随着Yb3+浓度的增加(横向尺寸不变)和横向尺寸的增加(浓度不变),最终获得的储能密度反而减小。但在混合掺入Cr4+后,放大器中的储能将受到Cr4+浓度的影响,在Yb3+的浓度和横向尺寸一定情况下,放大器中的最大储能随Cr4+的增加将先增加,后减小,即:在一定情况下,为了获得放大器中最大的储能,掺入的Cr4+离子浓度有一优化值,这一优化值将由Yb3+离子浓度和介质的横向尺寸确定。     

重频Yb:YAG水冷放大器介质热分布测量与控制

为了控制端面泵浦Yb:YAG水冷激光放大器的热效应,对介质的温度分布进行了实验测量,测量了不同口径和厚度的晶体在不同的泵浦频率下的介质表面温度分布。对介质温度分布进行了理论分析,包括泵浦分布、ASE产热等因素对温度分布的影响,得到了影响介质横向温度梯度的关键因素。研究结果表明,泵浦光相对介质的位置对温度面分布有重要影响。提出了提高泵浦填充因子、利用包边吸收ASE光线的方法抑制横向温度梯度的初步设计方案。     

低温液冷块状Yb∶YAG激光放大器

针对高功率激光的应用需求,提出一种新构型的低温激光放大器方案,采用低温液体侧面冷却三角形沟槽设计的块状Yb∶YAG晶体,抑制了介质内寄生振荡,改善了热管理效果,实现了放大器高效储能与提取,获得了能量为9.4 J、脉冲宽度为10 ns、重复频率为5 Hz、远场3.3倍衍射极限的激光输出,为后续更大能量的Yb∶YAG激光放大器设计提供了有益的参考。     

聚变能激光驱动装置的激光材料选择

基于美国LIFE激光驱动装置的放大器构型,使用Nd玻璃,Yb:YAG,Yb:S-FAP,Yb:CaF2四种材料的参数进行抽运储能过程的模拟计算,分析了介质口径、抽运强度、抽运脉宽及介质温度等参数对装置性能的影响,得到了各材料的优化设计参数,对上述材料应用于聚变能半导体抽运固体激光器(DPSSL)系统主放大器的可行性进行了判断,并提出了理想材料的参数要求,为寻找合适的激光材料提供依据。     

大口径激光二极管阵列端面抽运耦合系统设计模拟

根据光线追迹原理,研究用于端面抽运的大面阵激光二极管(LD)抽运源的耦合系统设计。结合当前大口径激光二极管阵列常用的空心导管型耦合系统,分别从耦合效率、抽运强度分布、抽运光传输等方面,讨论大口径激光二极管阵列耦合系统的一般设计准则,提出了将激光二极管阵列单元平面排布改为球面排布的办法。针对100 kW激光二极管阵列,将子阵列作球面排布后,仅用一空心导管来汇聚抽运光,这种设计获得了传输性能优良的大区域均匀分布的抽运场,抽运场起伏小于5%,抽运强度大于20 kW/cm2,耦合效率98%,有效抽运区域内效率达90%。     

Yb激光材料综述

比较了各种掺Yb激光材料的光谱学以及热学参数,分析了不同的掺Yb激光材料的各自用途.重点讨论了重复频率大能量纳秒级脉冲储能二极管抽运固体激光器(DPSSL)装置对Yb激光增益介质的需求.结果表明,Yb:YAG、Yb:S-FAP均是合适的储能型增益介质,表现出各自的特色.