铌酸锂光学电场传感器温度稳定性改善研究

铌酸锂晶体材料具有较高的电光系数和稳定的物理、化学性质,广泛应用在各种电场传感器中。但是,铌酸锂晶体折射率对温度较为敏感,在使用最大电光效应方向时,由于自然双折射的存在,晶体工作点随温度漂移,一方面导致传感器无法稳定工作,另一方面也影响了传感器的灵敏度和动态范围。为了消除这一影响,探头中将使用长度相等、主轴正交的两块铌酸锂晶体,一块作为传感晶体,一块作为补偿晶体。由于补偿晶体的存在,传感器的自然双折射得到很大程度的抑制,温度稳定性也得到了改善。经实验对比,补偿之后的传感器工作状态稳定性比未补偿的传感器得到大幅提升。     

高功率腔内双共振2μm光参量振荡器特性研究

报道了一种稳定的高功率双共振2?μm 光参量振荡器（OPO）. 该OPO使用调Q的线偏振全固态Nd∶YAG激光器作为抽运源,利用双棒串接补偿热致双折射和双Q开关正交放置技术提高了抽运源的输出功率和光束质量,通过腔内抽运单块KTP晶体实现了稳定的高功率2?μm 激光输出. 在调Q频率为5?kHz时,得到了295 W的2?μm 激光输出. 研究了OPO输出功率同KTP晶体温度和声光Q调制频率的关系,并测量了在29W时2?μm激光的功率稳定性. 在1 h内该OPO的功率起伏小于1.4%. 关键词： 光参量振荡器 2?μm激光器 KTP晶体 双共振     

硅酸镓镧单晶的生长、性质及电光应用的研究

硅酸镓镧(La3Ga5SiO14,langasite,简称LGS)是一种多功能晶体。LGS和石英同属32点群,具有良好的压电和电光性质,本文在综述LGS晶体基本性质的基础上,总结了我们对这种晶体生长和性质的研究工作,测量了LGS晶体电光性质,采取措施消除旋光性影响,首次用其设计制作了电光Q开关,结果表明其效果与DKDP晶体电光Q开关相当;进而开发了高功率高重复频率Q开关,双端面泵浦模式,激光重复频率为50 KHz时,最高输出可以达到12.5瓦,脉宽为46 ns。通过改进晶体生长条件,可获得直径约50 mm,长度为100 mm,重约1000 g的光学级LGS晶体,基本满足晶体电光Q开关应用的要求。     

硅酸镓镧单晶的生长、性质及电光应用的研究

硅酸镓镧(La3Ga5SiO14,langasite,简称LGS)是一种多功能晶体。LGS和石英同属32点群,具有良好的压电和电光性质,本文在综述LGS晶体基本性质的基础上,总结了我们对这种晶体生长和性质的研究工作,测量了LGS晶体电光性质,采取措施消除旋光性影响,首次用其设计制作了电光Q开关,结果表明其效果与DKDP晶体电光Q开关相当;进而开发了高功率高重复频率Q开关,双端面泵浦模式,激光重复频率为50 KHz时,最高输出可以达到12.5瓦,脉宽为46 ns。通过改进晶体生长条件,可获得直径约50 mm,长度为100 mm,重约1000 g的光学级LGS晶体,基本满足晶体电光Q开关应用的要求。     

旋光晶体在偏光干涉实验中电光效应的研究

研究了旋光晶体在偏光干涉实验中的电光效应，给出了旋光晶体在偏光干涉实验中出射光强与晶体旋光性之间关系的表达式I—Ao^2cos^2[β-（π/λ）（n1-nr)l]，以及与旋光晶体电光效应之间关系的表达式I—Ao^2cos^2[β-（π/λ）（n1-nr)l (π/λ）（n2-n1)l]。根据这些表达式给出的关系，将典型的旋光晶体La3Ga5SiO14制作成了电光Q开关，像那些用无旋光性晶体制作的Q开关一样工作良好。在中等功率输出的激光器中，La3Ga5SiO14晶体电光Q开关有可能取代氘化磷酸二氢钾(DKDP)晶体电光Q开关。     

LD侧面泵浦Nd∶YAG高重频电光调Q激光器

为了获得高效率3 m~5 m中红外激光输出,利用电光调Q晶体RbTiOPO4（RTP）,通过高重复频率驱动调Q同步技术和LD侧面泵浦技术,获得高重频窄脉宽1.06 m激光输出,泵浦非线性晶体周期极化钽酸锂（PPLT）进行频率变换,实现高功率3 m~5 m中红外激光输出。在电源输入电流20 A、调Q驱动频率10 kHz的条件下,获得15 W的1.06 m激光。利用该1.06 m激光泵浦PPLT获得最高功率为2.6 W的3.9 m中红外激光,1.06 m到3.9 m的转化效率为17.3%。实验结果表明:通过高重频电光调Q技术和LD侧面泵浦技术,可以实现高重频窄脉宽1.06 m偏振光输出,泵浦PPLT可获得高功率高效率3.9 m中红外激光输出。     

高重复频率铌酸锂电光调Q Nd∶YVO_4激光器（英文）

研制了一种基于铌酸锂(LN)电光调Q的高重复频率窄脉宽短腔激光器.通过测量激光穿过置于正交偏振镜间的电光晶体后,透射强度随晶体上施加的脉冲高压的变化情况,探究了不同尺寸LN晶体中的压电振铃效应,并与磷酸钛氧铷(RTP)晶体中的压电振铃效应进行了比较.实验发现,块状LN晶体中的压电振铃效应严重,而小尺寸LN晶体中的压电振铃效应和RTP晶体中的相似,基本可以忽略.结合压电效应理论得出,压电振铃效应的强弱与外加电压大小及晶体固有的压电共振频率有关,电压越低,压电共振频率越大,压电振铃效应越弱.在此基础上,制备了可高重频应用的尺寸为1.2mm×9mm×9.4mm的LN调Q开关,并实现了LN晶体的高重频调Q运转.激光增益介质采用具有较大受激发射截面和较短荧光寿命的Nd∶YVO_4晶体,其一端镀有1.064μm的全反膜,另一端沿布儒斯特角切割,从而省去了全反镜和偏振镜,缩短了腔长。泵浦源采用中心波长为808nm的光纤耦合激光二极管.设计的激光器谐振腔长度仅为20mm。在退压式电光调Q运转下,获得了最大重复频率为15kHz、脉宽为5.4ns、峰值功率为2.94kW的稳定的激光输出.     

退压式La_3Ga_5SiO_(14)晶体电光调QNd∶YAG激光器激光性能研究

通过对硅酸镓镧(LGS)晶体旋光性与电光效应的交互作用的理论研究,推导出晶体旋光性和电光效应共同作用下的光强表示式I=1-4B2(Asin 2ω-Ccos 2ω)2。利用此表示式设计计算了旋光晶体LGS尺寸为8 mm×8 mm×25 mm电光Q开关在1064 nm波长使用时的开关电压和偏振角分别为4995 V和27.3°。将理论研究得到的结论应用于LGS晶体电光调Q的Nd∶YAG晶体激光器的实验研究中,实验结果与理论计算结果基本一致。得到输出能量为361 mJ,脉冲宽度为7.8 ns的脉冲激光输出。     

退压式La3Ga5SiO14晶体电光调Q Nd:YAG激光器激光性能研究

通过对硅酸镓镧(LGS)晶体旋光性与电光效应的交互作用的理论研究,推导出晶体旋光性和电光效应共同作用下的光强表示式I=1-4B2(Asin 2ω-Ccos 2ω)2.利用此表示式设计计算了旋光晶体LGS尺寸为8 mm×8 mm× 25 mm电光Q开关在1064 nm波长使用时的开关电压和偏振角分别为4995 V和27.3°.将理论研究得到的结论应用于LGS晶体电光调Q的Nd:YAG晶体激光器的实验研究中,实验结果与理论计算结果基本一致.得到输出能量为361 mJ,脉冲宽度为7.8 ns的脉冲激光输出.     

高平均功率调Q准连续Nd:YAG激光器

通过选用低掺杂浓度的Nd:YAG晶体棒、热近非稳腔优化设计、双棒串接热致双折射补偿技术以及双Q开关正交放置结构，在LD抽运功率1116W时，实现调Q准连续全固态Nd:YAG激光器1064nm输出，平均功率达258W，光束质量M²～15.5，重复频率为10kHz，脉冲宽度为64ns，峰值功率达0.4GW，光光转换效率达23.1%. 关键词： Nd:YAG激光器 准连续波 激光二极管抽运 固体激光器     

678 nm RTP electro-optical Q-switched ceramic laser

The RTP electro-optical Q-switched ceramic laser at the wavelength of 678 nm with narrow pulse width is studied. We used the laser diode arrays side-pumped Nd:YAG ceramic crystal with 1.1 at% Nd doping and dimensions of Φ3 mm × 50 mm, designed folding cavity parameters, and discussed the variation of the beam radius in the ceramic crystal and frequency doubling crystal with the thermal focal length of ceramic crystal or KTP crystal. By using double RTP crystals as electro-optic Q-switch and KTP crystal type II phase matching for intracavity frequency-doubling, a narrow pulse width electro-optical Q-switched Nd:YAG ceramic laser was obtained. The output energy of 0.9 mJ and the pulse width of 41.6 ns at 678 nm are obtained at the repetition rate of 1000 Hz and pumped power of 144 W. The results formed the basis for the further development of the high power and high efficiency ceramic red laser.     

High-energy Q-switched operation of a fiber-laser-pumped Er:YAG laser

A high-energy Q-switched Er:YAG laser in-band pumped by an Er,Yb co-doped fiber laser is reported. A simple two-mirror multi-mode resonator incorporating an electro-optic Q-switch and a multi-Brewster-plate polarizer was employed, together with a simple compensation scheme to reduce the depolarization loss due to thermally induced stress birefringence in the Er:YAG crystal at high pump powers. The laser yielded Q-switched pulses at 1617 nm with 30.5-mJ pulse energy and <20-ns pulse duration (FWHM) at 20-Hz repetition rate, corresponding to a peak power of >1.5 MW for 55 W of pump power at 1532 nm. The prospects for further improvement in Q-switched performance are discussed.     

Simultaneous Q-switching and Frequency-doubling by a Single KTP Crystal in a Diode-pumped Nd: YVO4 Laser

The interrelation between the phase matching condition for second harmonic generation (SHG) and the electro-optic Q-switching in KTP was numerically analyzed. A diode-pumped Q-switched Nd: YVO4/KTP green laser was reported, where the KTP crystal was simultaneously used as both an electrooptic Q-switcher and a frequency-doubling crystal in type Ⅱ phase matching.Compared with the conventional frequency-doubling and Q-switching configuration, low loss and high efficiency characteristics were realized by using a single KTP crystal. The Q-switched green laser pulse with a peak power of 762 W and a pulse width of 12 ns was obtained with 1 W pump power.     

Simultaneous Q-switching and Frequency-doubling by a Single KTP Crystal in a Diode-pumped Nd:YVO4 Laser

The interrelation between the phase matching condition for second harmonic generation (SHG) and the electro-optic Q-switching in KTP was numerically analyzed. A diode-pumped Q-switched Nd: YVO4/KTP green laser was reported, where the KTP crystal was simultaneously used as both an electrooptic Q-switcher and a frequency-doubling crystal in type Ⅱ phase matching.Compared with the conventional frequency-doubling and Q-switching configuration, low loss and high efficiency characteristics were realized by using a single KTP crystal. The Q-switched green laser pulse with a peak power of 762 W and a pulse width of 12 ns was obtained with 1 W pump power.     

重频应用下等离子体电光开关热退偏损耗分析

 基于有限元数值方法,给出电光晶体KDP在高平均功率激光负载下温度场分布和应力场分布。在此基础上得到了折射率随温度变化、电光系数随温度变化、及应力双折射引入的退偏损耗。数值模拟显示：电光系数随温度变化和应力双折射是引起开关退偏损耗的主要因素。当入射激光平均功率为40 W、辐照时间为420 s时,KDP晶体最高温度为38.43 ℃,电光系数随温度变化及应力双折射引入的最大退偏损耗分别为2.38%和4.04%。实验测量了应力双折射导致的退偏损耗,实验结果和理论结果符合较好。     

Development of an injection-seeded single-frequency laser by using the phase modulated technique

An injection-seeded single-frequency Q-switched Nd:YAG laser is accomplished by using a phase modulated rampfire technique. A RbTiOPO_4(RTP) electro-optic crystal is selected for effective optical path length modulation of the slave self-filtering unstable resonator. This single-frequency laser is capable of producing 50 m J pulse energy at 1 Hz repetition rate with a pulse width of 16 ns. The standard deviation of laser pulse intensity for consecutive 100 shots from the mean pulse intensity is less than 1.05%. A spectral linewidth of less than 0.5 pm with a frequency jitter of about 14 fm over30 min is obtained.     

电光晶体在MSLM中的应用

本文利用MSLM电光调制理论对几种实用电光晶体的综合电光性能进行了理论分析和比较。讨论了材料固有的铁电相变及自然双折射等特性与器件制作工艺的兼容性问题。结果指出LiNbO₃、LiTaO₃、BSO是目前可以利用的三种各具特点的电光晶体。     

蓝相液晶显示：下一代颠覆性技术

自从2002年Kikuchi发现了利用稳态聚合物拓宽蓝相液晶温度范围和2008年三星展示了第一台蓝相LCD样机,整个世界对这个颠覆性技术的到来充满了期待。以克尔效应为基础的蓝相液晶技术拥有以下优点：微秒级响应时间,无需定向层,暗场时光学上是各向同性,视角大,透过率对液晶盒厚度不敏感,易于大屏制作等。对于场序性的RGBLED色彩,可以降低动态伪像,同时光学效率和分辨率可以提高3倍。然而,还有一些“瓶颈”问题需要在广泛应用之前克服,例如高操作电压、反应滞后、双折射残留和图像残留。本文将会介绍关于这些基本问题的最新进展,和一种新的具有低操作电压、高透过率、无滞后和双折射残留的蓝相LCD。蓝相液晶时代曙光将呈现在我们眼前。     

Measurement of the electro-optic coefficient of BSO crystals

We show here that the notion of half-wave voltage is not convenient for electro-optic crystals exhibiting optical activity as BSO does. The ambiguous use of this notion can be a reason of divergence among the usually given values of the electro-optic coefficient of the BSO. We discuss the influence of the optical activity on the electro-optic coefficient measurement and propose a method of measurement turning the elliptical birefringence of the crystal to account. Experimental results are given.