1064nm超短腔DBR单频掺镱硅酸盐光纤激光器

提出了一种基于高掺杂硅酸盐增益光纤、输出波长为1 064nm的超短腔单频光纤激光器.该单频光纤激光器采用分布布拉格反射式腔型结构,有效腔长为2cm,其增益介质为1.1cm长的高浓度掺Yb3+光纤.通过恰当的温度控制,获得了线宽为4.8kHz的稳定单频激光输出.当注入泵浦光为378mW时,输出功率为13mW,斜效率为3.4%.在频率大于1 MHz时,测得该光纤激光器的相对噪声强度值约为-132dB/Hz.采用主振荡功率放大结构,对该单频光纤激光器的输出功率进行放大.当放大增益光纤长度选取为56cm时,得到了325mW的最大输出功率,其斜效率为52.8%.     

基于反射式布拉格光栅和Fabry-Perot标准具组合的Nd∶YVO4单频激光器

报道了一种激光二极管端面连续抽运的稳定单频主动调Q Nd∶YVO_4激光器。采用RBG与标准具组合的方式获得了稳定的高功率单频激光输出。RBG既作为输出耦合镜,又作为纵模选择元件,与标准具组合可进一步抑制多纵模,增长谐振腔的光学腔长,获得高功率输出。通过优化标准具的倾斜角度,可使标准具与RBG的中心波长匹配,并减小腔内插入损耗。最终在物理腔长为148.7mm的条件下,获得了功率为750mW,脉冲能量为75μJ@10kHz,脉宽为8.3ns的稳定的高功率单频激光输出。     

420mW全固态连续单频可调谐1542nm激光器

设计并研制了一台激光二极管端面泵浦的全固态连续单频可调谐1 542nm激光器。通过设计谐振腔的镀膜参数调控Er,Yb:YAB激光器的增益谱,实现了1 542nm波段的激光振荡。在此基础上,通过优化激光晶体的厚度和谐振腔的输出耦合镜透射率等参数,并利用扭摆模腔选择单纵模技术,获得了最大输出功率为420mW的连续单频1 541.9nm激光运转。输出激光在3小时内的功率稳定性优于±3%,激光强度噪声在分析频率3 MHz处即达到散粒噪声极限。通过内腔电光晶体和电光标准具调控谐振腔的腔长,实现了激光器在1 541.959nm～1 542.014nm的波长范围内的准连续波长调谐。     

LD泵浦单频种籽激光器及其线宽的测试

研究了 L D泵浦的单频种籽激光器。以 Nd:YAG和 Nd:YL F晶体为工作介质 ,采用微片腔的谐振腔形式 ,获得了 1.0 6μm和 1.0 5 3μm的单频激光输出 ,其输出功率分别为 90 m W和 10 m W。采用光纤延迟自零差拍法测量了单频固体激光的线宽 ,其线宽为 30 0 k Hz。     

LD端面抽运的全固化单频蓝光激光器

用激光二极管(LD)抽运Nd YAG晶体,采用四镜环行腔,腔内放置TGG晶体和λ/2波片,组成光学单向器,利用LBO晶体内腔倍频技术,实现单频946 nm红外光和473 nm蓝光输出.最大单频蓝光输出12 mW,红外光输出13 mW,光束x方向的M2为1.02,Y方向的M2为1.14.腰斑的不对称性为1.062.自由运转情况下,功率波动小于±1.5%,频率稳定性优于±5.4 MHz.     

激光二极管抽运的高输出单频稳频Nd∶YVO4激光器

研制了光纤耦合的激光二极管抽运的单频稳频Nd∶YVO4激光器。在输入抽运功率为 6W的情况下 ,获得 2W稳定单频红外输出 ,光光转换效率为 33 3% ,电光转换效率为 10 %。通过边带稳频系统将输出激光频率锁定在法布里珀罗共焦参考腔的中心频率上 ,频率稳定性优于 40 0kHz     

激光二极管抽运的高输出单频稳频Nd：YVO4激光器

研制了光纤耦合的激光二极管抽运的单频稳频Nd:YVO4激光器。在输入抽运动率为6W的情况下,获得2W稳定单频红外输出,光－光转换效率为33．3％,电－光转换效率为10％。通过边带稳频系统将输出激光锁定在法布里－珀罗共焦参考腔的中心频率上,频率稳定性优于400kHz。     

二极管激光侧面泵浦腔内倍频Nd：YAG板条激光器研究

用准连续６０Ｗ的二极管激光列阵侧面泵浦“之”字形Ｎｄ：ＹＡＧ板条激光器，当泵浦功率为４５Ｗ，脉宽为４００μｓ时，得到３．５ｍＪ的激光输出。用ＫＤ＊Ｐ电光开关调Ｑ，得到１８ｎｓ（ＦＷＨＭ）、２ｍＪ的脉冲激光输出，用ＫＴＰ晶体作腔内倍频，得到１５ｎｓ、０．８５ｍＪ的二次谐波激光输出。在腔内无调Ｑ元件且腔长小于５ｃｍ时，于近阈值处得到单频绿光输出，而当泵浦功率稍大，腔内有数个纵模振荡时，观察到激光的反相态，并用数值模拟的结果对此作了解释。     

激光二极管泵浦双频固体激光器

研制了0~1.5GHz频差的LD泵浦双频固体激光器。利用端面泵浦和F-P标准具的选模作用得到单频连续输出,在单频基础上将λ/4波片加入谐振腔中,造成本征光频率分裂,实现频差连续可调的双频激光输出。采用琼斯矩阵分析光在腔内的本征值及本征向量,实现了定量分析模在腔内的相位延迟和偏振状态,定量计算双频频差大小。     

热应力和残余气压对光纤法布里-珀罗压力传感器温度性能的影响

针对光纤法布里-珀罗(F-P)压力传感器,建立了考虑热应力和残余气压的F-P腔长变化模型,进行了热应力和残余气压对传感器温度性能影响的理论分析。分析表明,热应力和残余气压的引入使F-P腔长改变量与温度的线性关系发生了变化,在外界施加100 k Pa压力,当腔内残余气压小于0.87 k Pa时,热应力起主要影响作用;当腔内残余气压大于0.87 k Pa时,残余气压起主要影响作用。制作了三种不同残余气压的光纤F-P压力传感器,在-20℃~70℃温度范围进行了实验研究,结果显示测量的腔长及其温度灵敏度随温度变化关系与理论分析基本一致。     

基于NICE-OHMS技术进行大气压气样直接检测的理论分析

噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术(NICE-OHMS)是目前世界上最灵敏的激光吸收光谱技术,其在低压环境中具有极高的探测灵敏度。然而当测量样品处于大气压时,NICE-OHMS系统的探测灵敏度会大幅下降。主要原因之一是大气压下获取最大NICE-OHMS信号幅度的条件与低气压下不同。通过对大气压NICE-OHMS理论进行分析,分析了影响信号幅度的参数,并通过数值模拟来寻找最佳的实验条件。本文着重讨论影响信号的主要参数包括光学腔腔长L,调制系数β,探测相位θ。其中,由于在NICE-OHMS中使用DeVoe-Brewer技术将调制频率ν_m锁定到Fabry-Parot(FP)腔的自由光谱区(FSR)。因此FP腔的腔长决定了ν_m,同时还作用于信号幅度S■。模拟结果显示,当腔长增大时,由于ν_m随之减小,载波和边带的光谱成分相互重叠部分增大,因此线型函数的幅度逐渐减小。而吸收信号幅度随着腔长的增加而逐渐增加,色散信号幅度先增大后减小,并且在腔长等于8 cm时达到最大值。调制系数β会影响频率调制后激光载波和边带的幅度大小,并且影响信号线型。随着腔长的增加,最大信号幅度对应的β值也随之增加。在相同腔长下,色散信号的最佳β值小于吸收信号,更容易使用电光调制器实现。最后分析了参数的可实现性,分析了不同种类激光器的频率调谐能力,压电陶瓷的扫描宽度等。以乙炔气体为例,大气压下NICE-OHMS的谱线半宽达到~3 GHz,而光谱覆盖范围大于10 GHz。分布反馈式半导体激光器(DFB)与外腔二极管激光器(ECDL)的频率调谐范围可以达到30 GHz以上,但是由于激光线宽宽,得到的PDH锁定性能欠佳。回音壁模式激光器(WGM)和掺饵光纤激光器(EDFL)线宽为百Hz量级,是目前高灵敏NICE-OHMS系统中常用的光源。但是WGM目前可以实现了5 GHz的激光频率调谐范围,而EDFL的外部电压可控制的调谐范围仅为3 GHz。使用精细度为55000的腔进行模拟,调制系数β=1,腔长大于8 cm时,可使用WGM激光器实现,腔长大于25 cm时,可以使用EDFL激光器实现。而对于在设计光学腔中常用的伸缩长度为25μm的PZT,随着腔长的增加,对应的腔模频移范围逐渐减小,在腔长为典型的40 cm时,扫描范围大于12 GHz。     

CO2的腔增强吸收与高灵敏吸收光谱研究

腔增强吸收光谱(CEAS)是在衰荡吸收光谱的基础上发展起来的一种新型的直接吸收光谱技术.文章报道了用中心输出波长为1.573μm的窄线宽连续可调谐半导体激光器(DFB封装)作光源,用两块高反射率平凹透镜(在1.573μm附近,凹面反射率R～99.4%,曲率半径r～1 m)组成对称共焦腔作吸收池的腔增强吸收光谱系统.采用扫描腔长的方法改变谐振腔的模式,当激光器的输出频率与谐振腔的某一腔模之间满足共振匹配关系时,激光被耦合到谐振腔内,用探测器接收透过谐振腔的光信号,同时用波长计精确测量激光器的输出波长.在33.5 cm长的吸收池内测量了吸收强度为1.816×10-23cm-1·(molecule·cm-2)-1的二氧化碳分子的弱吸收谱线,探测灵敏度达到了6.78×10-7 cm-1.实验结果表明,腔增强吸收光谱具有灵敏度高,装置简单,易于操作等优点.     

Theoretical study of miniature optically pumped cavity NH3 Far-infrared laser

Miniature optically pumped cavity NH3 Far-infrared laser was studied theoretically, with the length of the FIRL cavity as short as 1.5cm, the dependences of FIRL output power and laser lineshape on operating gas pressure and output coupling condition, and on the effect of laser line saturation broadening were calculated.Supported by the National Natural Science Foundation of China.     

Design of a low-power tunable quasioptical gyrotron with a slotted output mirror

A low-power tunable quasi-optical gyrotron was designed for driving free electron laser amplifiers in the frequency ránge of 220–270 GHz. The gyrotron cavity consisted of a spherical mirror and a plane slotted mirror to produce a Gaussian radiation output beam. Output powers of 1–10 kW were obtained in the 4 cm length cavity by a few amperes of electron beams with a voltage of 30 kV.     

激光锁定F-P腔频率的有差锁定研究

基于有差伺服调节技术,实现了外置光学谐振腔的共振频率与钛宝石激光器工作频率的锁定.该技术采用压电陶瓷作为执行元件,通过对压电陶瓷的调制,实现了对透射激光功率的调制,并由锁相放大器解调获得伺服信号,该伺服信号经过高压放大器放大后控制压电陶瓷的伸缩来调控谐振腔的腔长,从而使腔的共振频率锁定在激光频率上.当激光上作于单一频毕时,谐振腔的谐振频率可以长时间地与激光频率保持锁定,锁定后腔的透射光功率相对起伏的稳定性为2%.当激光频率扫描时.谐振腔的谐振频率可以在2 GHz范围内不间断地与激光频率保持锁定.     

电泳式He-Sr+复合激光特性研究

设计制作了7mm内径和38cm有效激励长度的电泳式He-Sr⁺激光管,采用修饰Blumlein电路,通过纵向高重复率脉冲放电激励,实现了一价锶离子复合激光430.5nm和R-M跃迁激光1.03μm的同时振荡,其中复合激光占主要成分.测量分析了复合激光输出功率与工作参量(脉冲频率,充电电源电压和氦压)的关系曲线.获得了最大激光功率819mW和56mW/cm³功率密度的实验结果. 关键词： 锶离子激光 电泳 脉冲放电     

Study of passive Q-switching for flash-lamp-pumped 1.34-μm Nd:GdVO4 laser

The static laser performance of a-growth Nd:GdVO4 crystal (a-cut, 4 × 4 × 25 (mm)) at 1.34μm pumped by flash-lamp is investigated with different transmissions of output couplers. With the output coupler transmission of T = 30%, the static output energy of 148 mJ is obtained when the pump energy is 35.2 J,and the corresponding electric-optical conversion efficiency is 0.42%. The Q-switched output of lasers with the output wavelength ranging from 1.3 to 1.6 μm can be realized by using Co2+ :LaMgAl11O19 (Co:LMA)as saturable absorber. A flash-lamp-pumped, passively Q-switched Nd:GdVO4 laser with Co:LMA as saturable absorber is demonstrated in plano-concave laser cavity. With the cavity length of 16.3 cm and pump energy of 19.8 J, the single-pulse output energy, pulse width, and peak power are obtained to be 4m J, 80 ns, and 5 × 104 W, respectively.     

High-performance,compact, prismless,low-threshold 30-MHz Ti:Al2O3 laser

We describe the design and operation of a compact femtosecond Ti:Al2O3 laser based on a novel multipass cavity (MPC) design. The laser is all solid state, has prismless dispersion compensation with double-chirped mirrors, and uses a tight-focusing geometry to facilitate efficient low-threshold operation. We increase output pulse energies by extending the resonator length with a compact, scalable MPC, which preserves the characteristics of the Gaussian beam for the short cavity. Although the effective cavity length is approximately 5 m, an extremely compact laser that measures only 30 cm x 45 cm is achieved. With only 1.5 W of pump power, the laser generates 23-fs pulses at a repetition rate of 31.25 MHz and with 88 mW of average output power, corresponding to 2.8 nJ of pulse energy.     

External optical feedback effects in a frequency locking dual frequency laser

We present a systematic study of external optical feedback effects on the output characteristics of the two orthogonally polarized modes in a frequency locking dual frequency laser. Accompanied by the change of the external cavity length, the length of the resonance cavity is changed very slowly to set the oscillating modes sweeping across the laser gain curve. Comprehensive results are obtained and a strong mode competition is observed. Particularly, when the laser runs in the middle region of the gain curve, which mode can oscillate is determined by the movement direction of the external feedback mirror. Based on the phenomenon, a displacement sensor with directional discrimination is proposed and its capability is also discussed.