声光偏转快调谐脉冲CO_2激光器实验研究

采用双声光调制器光路快速偏转技术与自准直光栅法实现CO_2激光全波段快调谐同光路输出。首先对声光调制器特性进行实验研究,结果显示:声光调制器偏转角度约为4. 4°,与运用布拉格方程计算结果相符;且激光单次通过声光调制器移频量为40. 68 MHz,与声光驱动器射频频率一致,将激光往返多次经声光调制器的移频量叠加。进而,开展基于声光调制器的CO_2激光快调谐实验研究,运用两个对称布置的同驱动频率声光调制器补偿声光移频,实现偏转光路振荡输出,运用光栅法在直线光路中实现激光全波段可调谐输出。最终,在声光调制器时序控制下,实现双波长激光快调谐同光路输出,选定激光波长的切换时间约为1 ms,脉宽小于300 ns,且双波长切换速度不受CO_2激光跃迁谱带的限制。     

4.5MW小型化全固态腔倒空飞秒掺钛蓝宝石激光器

研制了国内首台腔倒空克尔透镜自锁模掺钛蓝宝石激光器,该激光采用二极管抽运的全固态连续波532nm激光抽运.在5.4W的抽运功率下,获得了峰值功率大于4.5MW、脉宽小于18fs的稳定锁模脉冲,其重复频率可低至20kHz,所占尺寸约53.5cm×20.5cm.据知,此结果是迄今重复率最低、结构最紧凑的声光腔倒空飞秒激光器件 关键词： 掺钛蓝宝石 腔倒空 飞秒脉冲 克尔透镜锁模     

光电子技术与器件 光调制与器件

TN761 2005021323 10．6μm高效率声光调制器=10．6μm high efficiency a- cousto-optic modulator[刊,中]／宗德蓉(中科院光电所．四 川,成都(610029)),孙祖红…//光电工程．-2004,31 (12)．-27-29 利用Ge单晶良好的机械、声光性能,研制出工作中心 频率为70 MHz、波长为10．6 μm的锗声光调制器。该器 件采用高品质因数Ge单晶(Ⅲ)作为声光介质,y36°切铌 酸锂晶体作为压电换能器。由于锗器件对热变化特别敏 感,所以设计了环绕结构和背面结构两种不同的吸热系     

基于频移反馈腔的全光纤射频调制脉冲激光研究

射频调制的脉冲激光是激光雷达探测领域内的一项重要研究内容.根据声光斩波器的强度和频率调制特性,设计了基于频移反馈腔的全光纤射频调制脉冲激光.理论上,建立了基于频移反馈腔的激光外差相干理论模型,并进行了数值仿真.根据理论模型,实验上严格控制频移反馈腔的长度和声光斩波器触发信号的周期,在100 MHz的射频信号驱动下,产生了脉冲宽度110 ns、重复频率约20 kHz的具有最高700 MHz射频调制的脉冲激光(脉内调制激光);同时微调斩波周期可以实现脉冲前沿或后沿的多样性射频调制.通过改变反馈腔内光纤放大器的输出功率实现了射频调制深度的连续可调,最高达到了0.67.     

宽频调谐的光纤耦合声光调制系统

采用双次通过声光调制器和"猫眼"结构,消除频率调制带来的光路偏转并增大激光频率的调谐范围,使用射频驱动功率反馈调节法实现了激光功率的稳定.理论计算和实验验证表明,选择焦距为40mm透镜方案,激光频率调谐在160 MHz时,系统整体光纤耦合效率达到了56.8%.在保证系统光利用率大于15%时,系统的有效频率调谐范围为100 MHz.通过功率稳定系统,在频率调谐60 MHz的变化范围内,输出光功率波动控制在±0.07%以内并能保持长期稳定工作.     

超宽带红外声光可调滤光器的设计

根据声束可逆原理,通过在声光互作用介质上相向设置两个具有不同谐振频率的换能器的方法设计出了超宽带的声光滤光器。该器件的带宽是常规器件的两倍。同时,该设计采用了声谐振结构。它可以大幅度地降低驱动源的功率。对于工作在红外波段的声光器件,这一点具有十分重要的意义。     

并联驱动声光调制器在连续波线性调频激光雷达系统中的应用

讨论了连续波线性调频激光雷达系统中声光调制器的设计方法，并给出了具体设计参数。提出应用两个并联驱动且声声沿相反方向传播的声光调制器来补偿由于超声波频率的改变而引起的衍射光方向的偏转，并同时提高了扫频带宽。该器件应用于线性调频激光测距实验中，取得了可信的实验结果。     

教学用声光实验装置和激光针灸机研制成功

一、教学用声光实验装置正式投产 由国家海洋局海洋技术研究所研制的教学用YZY3-1 型声光调制器已有偿转让给辽宁阜新市测试仪器厂.1985年6月30日,在厂家召开了市级产品定型鉴定会,现已正式投产.该产品包括三部分:固体声光器件、可供研究液体介质的声光波及电驱动部分.与目前大学实验室通用仪器配套,可完成包括光通讯、声速测量等20个现代声光学实验、该产品并备有《声光原理及其实验》一书,该书共约15万字. 二、利用声光调制器的调制型激光针灸机     

利用声光效应测量透明固体介质的声速

本实验采用LiNdO_3换能器和熔融石英声光介质,在54.45MHz超高声频激励下,观察到Raman—Nath型衍射和介质中超声驻波场产生的位相光栅波前影像。通过沿声波传播方向平移声光调制器,精确地测量了位移量和移过的条纹数,得到了声速。此外,还讨论了声光调制器使用的温度条件。     

一种电热驱动法布里-珀罗光调制器

提出了一种用于显示基于微机电系统的电热驱动法布里-珀罗光调制器.利用多光束干涉理论分析了该调制器的原理及光学特性.分析表明:当腔长为(2k+1)λ/4时,反射光强取极大值;当腔长为2kλ/4时,反射光强取极小值;通过改变腔长可以实现显示.光源谱宽越窄,衬比度越高;干涉级次越低,衬比度越高;衬比度随反射率的增加而减小.借助Ansys软件仿真分析了调制器的驱动特性.加工了器件并搭建实验装置进行了动态响应特性测试实验.结果表明,该调制器具有驱动电压低至3.2 V,响应速度约为5 kHz的良好驱动特性.实验结果初步验证了该结构的可行性.     

全光纤声光调Q铒镱共掺双包层光纤激光器

对LD抽运全光纤声光调Q铒镱共掺杂双包层光纤激光器进行了实验研究.采用两个半导体激光器作为抽运源,利用带尾纤声光调制器作为Q开关,以铒镱共掺杂双包层光纤作为增益介质,以光纤布拉格光栅作为反馈器件,在线形腔结构中,获得了波长1 549.47 nm,谱线半峰全宽0.499 nm的稳定激光脉冲序列.脉冲重复频率1~15 kHz可调,在重复频率1 kHz时,得到最大单脉冲能量209 μJ,平均输出功率209 mW,脉冲宽度约100 ns,脉冲峰值功率2 kW.在不同重复频率下,测量了单脉冲能量和平均功率随入纤功率的变化.     

种电热驱动法布里 珀罗光调制器

提出了一种用于显示基于微机电系统的电热驱动法布里 珀罗光调制器.利用多光束干涉理论分析了该调制器的原理及光学特性.分析表明:当腔长为(2k+1)λ/4时,反射光强取极大值|当腔长为2kλ/4时,反射光强取极小值|通过改变腔长可以实现显示.光源谱宽越窄,衬比度越高|干涉级次越低,衬比度越高|衬比度随反射率的增加而减小.借助Ansys软件仿真分析了调制器的驱动特性.加工了器件并搭建实验装置进行了动态响应特性测试实验.结果表明,该调制器具有驱动电压低至3.2 V,响应速度约为5 kHz的良好驱动特性.实验结果初步验证了该结构的可行性.     

基于双声光移频器的外差式激光多普勒测振计

分析了单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计中声光移频器驱动信号的频率稳定性和信号功率对待测振动信号的影响.为了降低声光移频器驱动信号频率漂移的影响,提出双声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计,并基于直接数字频率合成技术,以相位噪音低、初始相位可控的芯片AD9912为核心器件,完成了声光移频器驱动信号生成及处理模块的设计.开展了双声光移频器组成的外差式激光多普勒测振计的振动测量实验,结果表明,驱动信号生成装置可以驱动声光移频器正常工作,且测振计的本底噪音在0~10kHz频带范围内呈现平坦分布,0~1kHz频段内噪音得到明显抑制,较单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计有显著改善.     

基于双声光移频器的外差式激光多普勒测振计

分析了单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计中声光移频器驱动信号的频率稳定性和信号功率对待测振动信号的影响.为了降低声光移频器驱动信号频率漂移的影响,提出双声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计,并基于直接数字频率合成技术,以相位噪音低、初始相位可控的芯片AD9912为核心器件,完成了声光移频器驱动信号生成及处理模块的设计.开展了双声光移频器组成的外差式激光多普勒测振计的振动测量实验,结果表明,驱动信号生成装置可以驱动声光移频器正常工作,且测振计的本底噪音在0～10kHz频带范围内呈现平坦分布,0～1kHz频段内噪音得到明显抑制,较单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计有显著改善.     

7.13 W全固态1 319 nm宏微脉冲激光器

 研制了一台高效率全固态平均功率7.13 W的1 319 nm宏微脉冲激光器。激光器采用热稳Z形折叠腔,增益模块采用自行研制的准连续15个二极管芯片环形泵浦的Nd:YAG模块,采用主动声光锁模器作为锁模元件,并在腔内插入倍频KTP晶体对激光器的输出尖峰进行抑制。为了获得稳定的锁模状态,对激光器腔长进行了精确设计和调节。当激光器腔长与锁模器驱动频率匹配时,获取了宏脉冲重复频率400 Hz、脉宽约190 μs,微脉冲重复频率95.6 MHz、脉宽小于1.0 ns的1 319 nm激光脉冲。     

基于光纤激光放大倍频的冷原子钟光源

用于激光冷却与原子布居数探测的激光光源是冷原子钟的重要组成部分,选用工业技术成熟的1560 nm光纤激光器和光纤放大器分别作为种子源和光放大器,经非线性倍频晶体对放大后的激光进行倍频,得到较大功率的780 nm的激光,通过饱和吸收稳频得到冷却激光,一部分冷却激光利用电光调制器和声光调制器移频6.8 GHz得到重泵浦激光,对上述激光进行适当的功率分配后提供给冷原子钟。对该套激光装置关键器件进行了特性测试,将稳频后的倍频激光与锁定在超稳激光上的光学频率梳进行拍频,得到的激光的线宽在74 kHz左右,其短期稳定度比外腔半导体激光器提高半个多数量级。将这样的激光光源应用于冷原子钟,可以减小探测激光频率噪声对喷泉钟稳定度的限制。     

空间积分声光相关处理的研究

利用声光布拉格器件成功地设计并研制出了空间积分声光相关器 ,实现了对模拟雷达信号 (占空比为 50 % ,重复频率 1MHz,载频为 140 MHz)的空间积分声光相关检测     

用于冷原子干涉仪的低相噪信号源设计

冷原子干涉实验中涉及复杂的激光调制技术,为调制器提供合适的射频驱动信号至关重要,驱动信号的相噪直接影响了冷原子干涉仪的灵敏度.设计了 一种能够产生6.834 GHz信号的低相噪信号源,该信号源采用二级锁相环频率合成技术,将恒温晶振输出的10 MHz信号倍频到100 MHz,再将100 MHz信号倍频到7 GHz,最后与...     

电光腔倒空与调Q射频波导CO2激光器

报道电光腔倒空与调Q射频波导CO2激光器,获得了电光腔倒空与调Q脉肿激光输出,并用调节电光晶体电压的方法控制腔倒空与调Q脉冲激光峰值功率;调节晶体电压脉冲宽度,可控制腔倒空与调Q激光的脉冲间隔,达到编程输出的目的。理论上分析了电光腔倒空过程。     

电光晶体调谐的外腔反馈半导体激光器

报道一种用电光晶体实现快速调谐和凋制激光频率的方法.在Littrow型外腔反馈半导体激光中插入LiNbO3晶体,利用LiNbO3晶体的电光效应,通过改变晶体电压来调节激光器的有效腔长,可以对激光频率进行快速的调谐和调制.采用该方法,自制外腔反馈半导体激光器的调谐频率可达到2 kHz,它的调谐范围为350 MHz,激光频率调谐系数约为1.06 MHz/V,用饱和吸收光谱观测频率调谐的效果.快速激光频率调制可以应用在稳频技术上,将外腔反馈半导体激光器调制在5～100 kHz频率下,均获得了87Rb原子D2线的饱和吸收光谱的色散信号,并实现了激光频率在饱和吸收峰上的长期稳定.