能量传递上转换对Tm，Ho:YLF激光器阈值的影响

根据激光二极管纵向抽运Tm，Ho：YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程，在考虑能量传递上转换的情况下，建立了准三能级阈值速率方程，得出了激光器阈值的解析解.给出了阈值与激光器设计参数的关系，并分析了能量传递上转换对激光器设计参数的依赖关系.实验上得到了不同输出耦合透过率下的激光阈值，验证了理论的合理性. 关键词： 二极管抽运 Tm Ho：YLF晶体 能量传递上转换 速率方程 阈值     

回音壁模式光纤激光器的阈值特性研究

研究了一种新型光纤激光器——消逝波激励的回音壁模式光纤激光器的阈值特性.将不同直径的石英光纤分别浸入低折射率的罗丹明6G乙醇和乙二醇混合溶液中,采用沿光纤轴向光抽运消逝波激励染料增益的方式,发现回音壁模式光纤激光辐射的阈值能量和混合溶液的折射率存在不同的依赖关系.随折射率的增加,对小直径光纤,阈值能量随之增加;对大直径光纤,阈值能量单调缓慢递减;对直径适中的光纤,阈值能量先减后增,存在一个和最小阈值能量对应的最佳折射率.用消逝波激励的回音壁模式激光理论,导出了回音壁模式光纤激光的阈值能量公式.理论计算曲线 关键词： 光纤激光器 回音壁模式 激光阈值 消逝波     

激光二极管纵向抽运（Tm，Ho）：YLF激光器的研究

对激光二极管端面抽运(Tm，Ho)：YLF固体激光器的激光特性进行了研究。根据激光二极管抽运准三能级系统的特性，详尽地分析了能量在Tm^3 离子和Ho^3 离子之间的传递过程，给出了(Tm，Ho)：YLF激光器准三能级的速率方程，对上转换及激光下能级粒子再吸收对激光二极管抽运(Tm，Ho)：YLF激光器运转的影响进行了理论分析，得出了(Tm，Ho)：YLF激光器的阈值抽运功率和斜率效率的解析表达式。同时对(Tm，Ho)：YLF微片激光器的激光特性进行了实验研究，当保持晶体温度为19℃时，阈值抽运功率为425mW，斜率效率为22．5％，最大光—光转换效率为17．4％，并且在将晶体保持在四个不同的温度下，给出了激光输出功率随抽运功率变化的实验结果。将理论与实验结果进行比较，发现吻合得比较好。     

掺铒光纤环形激光器输出特性的研究

根据掺铒光纤激光器的速率方程，对环形腔光纤激光器的输出特性进行了理论分析，得到了光纤激光器在稳态条件下阈值抽运功率、激光输出功率和斜率效率的解析表达式。利用数值模拟结果对光纤激光器的这些基本特性参量进行了分析和讨论，为光纤环形激光器的优化设计提供了依据。并进行了980nm抽运的掺铒光纤激光器的实验，实验证明理论分析得到的基本特性是合理的。     

低阈值飞秒钛宝石激光器的理论研究

利用数值求解的方法，从理论上系统分析了决定钛宝石激光器锁模阈值的几个关键因素. 定 量分析了腔模对克尔效应的主导作用，并将光孤子模型引入低阈值锁模理论，分析了色散与 阈值的关系. 根据理论指导在实验上完成了一台阈值低至390 mW自启动飞秒掺钛蓝宝石激光 器. 关键词： 低阈值 掺钛蓝宝石激光器 克尔透镜锁模 光孤子     

掺Yb光纤激光器激射波长与阈值关系研究

依据石英中 Yb3 的能级和光谱特性 ,推导了掺 Yb光纤激光器中激射波长与抽运阈值等的关系式。依据所得到的关系式 ,深入分析、研究了抽运功率、损耗及阈值对激光运行波长的影响。进行了相关实验 ,理论与实验结果符合得很好     

蒙特卡罗法计算无序激光器的阈值

提出了计算无序激光器阈值增益的模型,提出了已知平均自由程和散射强度分布得到分布函数及相应的随机变量的方法.对各向同性的光散射,导出了各分布函数,并在每次散射中得到相应的随机变量.运用蒙特卡罗法模拟光子在无序介质中的随机行走,得到了无序激光器的阈值.讨论了阈值增益与光子平均自由程、增益区半径、增益区深度、非增益区光吸收系数的关系,提出了降低阈值的方法.理论结果与实验数据是符合的. 关键词： 激光物理 阈值 蒙特卡罗 散射     

光学薄膜抗激光损伤研究发展

随着大能量/高功率激光器的发展需求日益突出,光学薄膜的激光损伤阈值逐步成为激光器发展的瓶颈,受到国内外高能激光器研究领域的广泛关注。阐述了光学薄膜激光的损伤机理、激光损伤阈值测试平台及方法,结合自身研究成果,综述性分析了国内外光学薄膜抗激光损伤技术与手段研究的发展情况,主要包括离子束预处理、离子束与退火后处理、虚设保护层等;重点提出了磁过滤结合激光沉积的复合沉积技术,并建议加速推动无缺陷沉积的原子层沉积技术,为大幅提高光学薄膜抗激光损伤能力、满足当前需求提供了理论基础。     

随机性对部分随机介质激光器阈值的影响

基于速率方程和Maxwell方程相结合的模型，采用时域有限差分法(FDTD)研究了介质的随机性和层数对部分随机介质激光器阈值的影响.模拟结果显示，当抽运速率超过阈值时，出现一个或者多个振荡模；随机性或者系统的尺度增加时，振荡模数量也增加；部分随机介质激光器的阈值在一定的随机强度和层数下将达到最小值，它与完全随机情况下的结论有所不同.对所得到的结论给出了物理解释.这些结果对于制作随机激光器和光集成潜在应用价值. 关键词： 激光物理 随机激光器 阈值 时域有限差分法     

脉冲激光器输出能量对薄膜损伤阈值测试的影响

薄膜损伤阈值是薄膜抗强激光作用的关键参数，而脉冲激光器的输出能量直接决定了激光薄膜损伤闲值测试结果及其测试精度。激光器的工作电压、频率以及传输距离是影响能量的重要因素。根据脉冲激光器的工作原理，建立了能量与电压、能量与频率和能量与传输距离的数学模型。在激光器工作电压范围内（300～1100V）进行了实验研究，结果表明：不同频率下建立的能量与电压的数学模型不同；同一工作频率下，激光输出能量与电压有两个线性区域；能量稳定性最好的区域其RMS值小于0．025，PV值小于0．07；输出能量随着探测距离的增加而减小。该结果为激光薄膜损伤阂值测试精度的提高提供了可靠的理论依据。     

激光大气击穿阈值的数值分析

 针对大气中飞行器的等离子体隐身问题，数值计算了ns量级强激光击穿大气的阈值，讨论了一些相关条件对阈值的影响。结果表明：对于ns量级的入射激光，波长越长，大气的击穿阈值越小；气压越大，击穿阈值也越小；气体中存在的初始电子对不易产生光电离的长波长入射激光的击穿阈值，有明显的减少作用，但对短波长入射激光的击穿阈值几乎没有影响；脉宽越宽，激光辐照的时间越长，大气击穿的阈值越小。     

对晶体光损伤阈值测量的一种新方法的研究

提出一种测量晶体光损伤阈值的新方法,即确定激光横向功率密度的空间分布,利用晶体的激光损伤斑点半径,直接计算出晶体光损伤阈值,并给出入射激光为高斯光束时晶体损伤阈值与其损斑半径的关系。以提拉法生长的掺镁铌酸锂(MgO：LiNbO3)晶体为研究对象,用该方法测量其损伤阈值,得到了定量结果且所得数据与文献已报道的规律相符。分析得出同样激光条件下．损斑半径越大的晶体其光损伤阈值越小的结论,指出该方法同样适用于其他晶体或非高斯光束条件下光损伤阈值的测量并对具体作法进行了讨论。该测量方法弥补了常用测量方法只能定性或半定量的不足,可用于晶体抗光损伤阈值的精确测量。     

Laser statistics and cavity length

The effect on the optical field of changing the cavity length of a laser, while keeping the resonance frequency constant, is examined. It is shown that the fully quantized laser theory gives explicit expressions for the length dependence of the light intensity distribution, that are not shared by the semiclassical theory, and are quite different above, at, and below threshold. Some possible experiments are suggested.     

Laserlight — first example of a second-order phase transition far away from thermal equilibrium

We solve the functional Fokker-Planck equation established in a previous paper in the vicinity of laser threshold. The stationary solution is obtained explicitly in the formP=N exp [??({ū, ū*})]. ? has exactly the same form as the Ginzburg-Landau expression for the free energy of a superconductor, if the pair wave function is replaced by the electromagnetic field amplitudeū. This gives us the key for a thermodynamic reinterpretation of all laser phenomena. In particular the laser threshold appears as a second-order phase transition in all details. It is indicated that our theory provides a new formalism also for the Ginzburg-Landau theory.     

线偏振双色激光场中氪原子的阈上电离现象

采用基于Guo,Aberg和Crasemann发展的强激光场中的非微扰量子散射理论(GAC理论),研究了线偏振双色激光场中氪(Kr)原子阈上电离的光电子角分布,双色激光场由一系列相同的单周期激光脉冲组成.研究发现光电子角分布有强烈的位相依赖关系,且呈现出反演不对称性、喷射结构和展宽结构等现象,这为实验上通过改变双色激光场的相对相位来观察和控制光电子角分布提供了一种有效的方法.     

Dynamics of a random laser above threshold

We have performed enhanced backscattering experiments in a high gain random laser, under circumstances where a stationary theory predicts the laser intensity to diverge. Above the laser threshold the observed backscatter cone changes only gradually, not showing any signs of the divergence. We present measurements and theory-generalized laser equations with a diffusive transport term for pump and laser light-to explain the observed behavior. The population dynamics prevent an indefinite growth of the intensity. Time dependence is essential for a theory of random lasers above the laser threshold.     

光伏型光电探测器的激光软损伤机制

 对激光辐照功率密度高于探测器饱和阈值而低于其破坏阈值（中等功率的激光）时光伏型光电探测器的软损伤进行了理论研究，提出了一种新机制。当激光辐照功率密度超过探测器的饱和阈值以后，载流子的带间跃迁达到深度饱和，在半导体内产生热载流子且热载流子的温度高于晶格的温度，从而导致了光伏型光电探测器的电压输出信号随着辐照光功率密度的增加而下降直到零压输出的现象。对激光辐照下光伏型HgCdTe探测器的输出信号进行了模拟计算，结果表明，辐照光功率密度处于一定范围内探测器的输出信号随着辐照光功率密度的增加而逐步下降，甚至接近于零，与实验结果相符合。     

Laser threshold of Mie resonances

We show that time-independent scattering coefficients calculated from the standard extrapolation of Mie theory to the gain regime have physical meaning up to the laser threshold. The theoretical width of a resonance decreases linearly with increasing gain and becomes zero at the laser threshold. We performed experiments on dielectric microspheres with gain, trapped with optical tweezers. The width of the mode was measured to narrow as a function of the gain up to the lasing threshold, confirming both the validity of the extrapolation of Mie theory to the gain regime below threshold and our interpretation of its point of divergence as the laser threshold.     

QUANTUM LANGEVIN THEORY OF WHISPERING-GALLERY-MODE MICROSPHERE LASER

A quantum Langevin theory of whispering-gallery-mode microsphere laser theory is developed. The linear and nonlinear analysis are made for laser operation below and above the threshold. In these analysis, corresponding to the specific property of microsphere, the effect of inversion fluctuation is treated. The coherence functions of laser field are calculated, and the intensity, the amplitude fluctuation and the linewidth of the field are obtained, which are connected with the enhancement factor of whispering-gallery-mode microsphere. It is shown that the strong couple and strong pumping are useful for the amplification of intensity and the decrease of linewidth below the threshold. It is also shown that, for the laser action above threshold, the variances of photon number and the linewidth of internal field are related to the enhancement factor and the square of the enhancement factor, respectively.