可调谐半导体激光器的瞬时光谱测量方法研究

可调谐半导体激光器在调谐过程中的瞬时光谱特性,如瞬时的波长、调谐率、功率、线型和线宽等参数影响着以激光器为光源的光学测量和光相干通信系统的精度。然而,能够同时测量这些瞬变参数的技术至今未见报道。提出了一个基于时频分析的测量半导体激光器在调谐过程中瞬时光谱参数的方法,利用一个短时延外差测量系统,利用激光器瞬时光谱参数与差拍信号瞬时参数的关系,最终获得了半导体激光器在连续电流调谐过程中的瞬时光谱。测量系统采用了10 cm光程差的Mach-Zehnder干涉仪,调谐电流是幅度为20~120 mA、频率是1 kHz的锯齿波,差拍信号可视为直流信号、载波信号与噪声的叠加,按照短时延相干光测量原理,差拍信号中的直流分量幅度的大小反映了激光器输出光信号的功率;载波信号是一种多项式相位信号,由其频率可以推算激光器输出光谱的中心频率或波长;噪声信号则与激光器输出光谱的线型和线宽相关,通过对噪声信号进行时频分析,可以获知激光器在连续电流调谐过程中每一时刻或每个电流下的瞬时线型、线宽。采用了趋势局部均值分解方法对差拍信号进行了准确分离,并对分离信号分别进行处理,同时获知了半导体激光器在调谐过程中的瞬时输出光功率、光波长、调谐率及线型、线宽。在去掉弛豫部分后截取的整周期差拍信号对应的调谐电流60~115 mA变化范围内,半导体激光器(FRL15DDR0A31-18950, Furukawa)瞬时输出光功率变化范围是5.16~10.6 mW,瞬时光波长变化范围为1 579.2~1 579.6 nm;激光器的瞬时调谐率在0.004 8~0.011 5 nm·mA-1范围内单调变化;线宽是852.55~954.95 kHz,呈非线性随机分布。基于短时延、局部均值分解和时频分析方法的瞬时光谱参数测量系统可以准确得到各瞬时光谱参数,测量结果与激光器的静特性相符,且测量系统结构简单,使我们更深入地理解激光器的工作原理,具有广阔的应用前景。     

C-C转移放电泵浦XeCl准分子激光器能量沉积特性的分析

本文报道了一台使用UV自动预电离,C-C转移放电泵浦的XeCl准分子激光器,并且以激光器放电信号和输出激光信号的同时测量结果为依据,分析了激光器放电的能量沉积过程.可为设计同类型准分子激光器提供一些参考数据.     

氧碘激光器小信号增时空分布的实验研究

首次利用一台亚音速小型连续波化学氧碘激光器的探测光源。用放大法直接测量超音速化学氧碘激光器的小信号增益系数，测得了小信号增益系数随时间和气流方向的变化。     

光注入掺铒光纤激光器的混沌特性

对光注入情况下混沌光纤激光器的输出特性进行实验研究.混沌光纤激光器采用环形腔结构,利用光纤的非线性克尔效应产生混沌激光.主激光器产生的混沌激光通过光隔离器和光纤耦合器注入到混沌掺铒光纤激光器实现外光注入.将主激光器产生的不同功率的混沌信号注入从激光器,研究光注入后从激光器混沌信号时序、频谱、自相关以及稳定性与复杂度等特性.结果 表明,光注入后的混沌信号时序随机且幅度频数呈高斯分布,频谱无明显的周期特性,自相关特性优良.光注入掺铒光纤激光器混沌输出在保证混沌源高复杂度的同时提高了混沌源的稳定性.     

基于光反馈双模DFB激光器的宽带混沌信号产生

提出并数值验证了一种利用光反馈双模分布式反馈(DM-DFB)半导体激光器产生宽带混沌信号的方法.通过双纵模Lang-Kobayashi方程建立了光反馈DM-DFB半导体激光器的理论模型,探明了宽带混沌信号产生的物理机制为模式拍频,数值分析了模式间隔、偏置电流和反馈系数对混沌带宽的影响.仿真设计了双模激光器,在镜面反馈系统中,高偏置电流和强反馈强度条件下可以产生38.6 GHz的混沌信号.这一结构为宽带集成混沌源提供了一种新思路.     

激光混沌通信中半导体激光器接收机对高频信号的滤波特性

数值研究了基于半导体激光器的混沌通信系统中构成混沌同步的接收半导体激光器对高频信号的滤波特性.分析了闭环结构的接收机对不同频率、不同幅度的加载信号的提取能力.研究发现，混沌保密通信系统对传输信号的提取能力与信号的频率有关.当信号频率较低时，闭环结构的接收机对信号的滤波效果较好；当信号频率接近半导体激光器的弛豫振荡频率时，接收机的滤波效果较差.分析结果同时表明，混沌保密通信系统中接收机对传输信号的提取质量不仅与实现混沌同步的两激光器的同步质量有关，而且依赖于传输信号的幅度. 关键词： 混沌 混沌同步 半导体激光器 滤波     

微型Nd¨YVO_4激光器在碘分子调制转移光谱中的应用

以半导体激光器抽运微型 Nd:YVO4 倍频激光器为光源获得碘分子在 532 nm处的光外差调制转移光谱信号 ,并对获取最佳稳频信号的实验条件进行了讨论     

语音信号调制的微腔半导体激光器的抗噪音性能

假定微腔半导体激光器输入调制信号为实际语音信号,伴随语音信号的噪音为加性白噪音,在小信号近似下,得到了电流调制和自发发射寿命调制下激光器的传递函数;在大信噪比的前提下,对激光器进行了频域分析,得到了不同参量下的信噪比增益.数值模拟结果表明,在偏置电流的变化范围内,存在极低信噪比增益区,大自发发射因子、小自发发射寿命有利于使该区变窄;语音信号的通带范围和功率谱密度分布特征参量的适当选取,可以使激光器的抗噪音性能在偏置电流的某段范围内得以提高.     

小功率量子阱激光器的大信号调制特性

在小信号理论的研究基础上,本文对量子阱半导体激光器的大信号调制响应特性进行了研究。大信号调制下的非线性增益效应使得速率方程求解过程变得很复杂,载流子密度和光子密度的不仅与时间有关也与频率有关。本文先建立多量子阱激光器的速率方程模型,然后数值求解速率方程,对小功率激光器的大信号调制带宽进行了分析。     

非线性吸收诱导掺镱光纤激光器中的光学双稳

研究了在掺镱光纤激光器中观察到的光学双稳态现象.激光信号光和驻留泵浦光的双稳特性来源于激光器在小信号和增益饱和两种情况下,掺镱光纤对信号的非线性吸收导致的激光器内腔非线性损耗.同时分析了把泵浦光中的光学双稳行为通过分叉的腔结构扩展到切换式双波长光纤激光器的可行性.     

战术激光武器的威胁及其技术剖析

概述国外激光战术武器的发展现状，并对其在现代战争中造成的威胁以及激光战术武器的关键技术进行了评述。     

二极管双侧抽运横流连续液体激光系统性能模拟

为解决无机液体激光系统的热效应问题,采用激光二极管双侧抽运横向流动的Nd3 :POCl3:ZrCl4溶液以很好地减小热效应,实现液体激光系统高功率高光束质量输出。建立了液体激光理论模型,分析了工作参量对系统能量转换效率与介质热效应的影响;模拟了系统在不同吸收系数和不同流速下的能量转换效率,远场光斑分布以及激光束亮度分布。模拟结果表明:采用二极管作为抽运源可以获得很高的能量转换效率,而且光束质量较好;在给定抽运体积和抽运强度为800 W/cm2时,介质的吸收系数位于2.5~3.0 cm-1,流速约为25 m/s时,输出功率与光束质量实现最佳匹配,激光束亮度最高,系统性能达到最佳。     

"解剖"激光告警

介绍了激光告警的作用,分析了激光告警器的原理、性能要求和分类,然后分别阐述了典型的光谱识别型、相干识别型和散射探测型激光告警器,并对不同类型的激光告警器进行了比较评价.     

战场激光防护技术

分析了战场激光威胁。从激光防护的原理和技术途径出发，论述了激光防护的方法。介绍了几种典型的激光防护装置，并对激光防护技术的发展提出了几点看法。     

Design and performance of a transverse discharge, UV-preionized mercury-bromide laser

The design, construction, and operating characteristics of a pulsed, transverse discharge-pumped HgBr laser, capable of operation at pulse repetition frequencies as high as 100 Hz, are presented. Having an active length of 53 cm, this laser system is preionized by two sets of spark arrays and average single pulse energies of 55 mJ are produced from Ne/N₂/HgBr₂ (natural abundance) vapor mixtures, with an output coupling of 50% and 17 J of energy stored in the pulse forming network. Based on measurements of the laser pulse energy for several values of cavity output coupling, the small signal gain coefficient and saturation intensity for the laser were determined to be 4.7% cm^–1 and 260 kW cm^–2, respectively. The single pass gain-to-loss ratio is 12.4.     

流动激光非稳定振荡器,放大器基本特性比较分析

根据流动激光腔中流动的非平衡混合气体各能态布居数和强辐射相互作用达到稳定振荡的过程和相应的三维分布状态的数值模拟计算结果,发展了相应的振荡器和放大器基本特性的简化计算公式.其计算结果与多种器件、多种腔体的实测结果相符.具体比较分析了流动激光振荡器与放大器的基本特性,得到一些基本原则,为相应器件的优化设计提供理论依据.     

激光技术的40年

介绍第一台激光器的诞生,综述激光技术４０年来的应用情况及其影响以及激光及激光技术在中国的发展简况。     

Direct Generation of Tunable UV Picosecond Laser Pulses Using Spectrotemporal Selection

ＤｉｒｅｃｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＴｕｎａｂｌｅＵＶＰｉｃｏｓｅｃｏｎｄＬａｓｅｒＰｕｌｓｅｓＵｓｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｔｅｍｐｏｒａｌＳｅｌｅｃｔｉｏｎＮｇｕｙｅｎＤａｉＨｕｎｇ１）ＹｕｓａｂｕｒｏＳｅｇａｗａ（ＰｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃＲｅｓｅａ...     

激光防护技术的发展现状

为了对抗日趋严重的激光致盲威胁 ,世界各国加速发展激光防护技术 ,并已取得了相当大的进展。本文综述激光防护技术的发展现状     

Wideband CO laser in problems of laser sensing of minor gaseous components in the atmosphere

In the present work it is demonstrated that a wideband CO laser operating at fundamental and overtone vibrational transitions is a promising source of laser radiation for remote laser sensing of the atmosphere. A compact slab RF-discharge CO laser has been designed. The optimal operating conditions are determined for this CO laser. In experiments, the maximum average output laser power was ∼12 W for lasing efficiency of ∼14%. Under fixed experimental conditions, stable lasing (with fluctuations of the output laser characteristics ≤5%) was observed during more than one hour, which suggests that we first excited the sealed-off mode of cryogenic slab RF-discharge CO laser. The frequency-selective mode was first obtained for this laser. Wavelengths for sensing of nitrous oxide, nitrogen dioxide, methane, formaldehyde, and some other gases on near-ground propagation paths are determined. Our experiments and calculations confirm that this CO laser is promising for laser gas analysis. Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 11, pp. 76–83, November, 2008.