基频和三倍频Nd:YAG激光诱导熔石英损伤特性

 采用光电探测器和数字示波器检测散射光脉冲信号，研究了基频和三倍频Nd:YAG激光诱导熔石英损伤过程，给出了泵浦光和探针光的散射光光电信号；比较了基频和三倍频激光作用下熔石英烧蚀斑显微照片，并分析了其损伤机理。结果显示:在ns脉冲激光作用下，熔石英损伤均发生在泵浦激光脉冲峰值附近，且基频光作用下损伤开始时间点比三倍频作用下早；在多脉冲或高能量激光辐照下，检测到了等离子体闪光信号，等离子体闪光发生在时间延迟21 ns附近。基于Keldysh理论计算了基频光和三倍频光作用下，熔石英光致电离速率同激光强度的关系。     

静/动态刻蚀对熔石英表面质量和激光损伤的影响

为了研究静/动态刻蚀过程中熔石英表面质量和抗激光损伤性能的演变规律，优化化学刻蚀工艺，使用HF酸缓冲液对熔石英分别进行了不同时间的静/动态刻蚀处理。实验表明，由于兆声场辅助搅拌作用，熔石英动态刻蚀的刻蚀速率快于静态刻蚀。动态刻蚀后熔石英表面均方根(RMS)粗糙度和反射面形分别为 < 1 nm和0.46λ，其3倍频透射率先小幅增加后保持稳定，相比初始表面增加约0.1%。而静态刻蚀使得表面RMS粗糙度和反射面形分别增加至~5 nm和0.82λ，其3倍频透射率先基本不变后下降，相比初始表面下降约0.4%。二者损伤阈值呈现明显不同变化规律:静态刻蚀使熔石英损伤阈值先小幅增加约30%后逐渐降低，动态刻蚀使熔石英损伤阈值增加近一倍后保持相对稳定。结果表明，动态刻蚀后熔石英光学元件性能明显优于静态刻蚀。     

准相位匹配PPLN倍频理论研究与优化设计

对准相位匹配周期性极化铌酸锂(PPLN)倍频进行了理论研究，并对聚焦高斯光束条件下的倍频耦合波方程进行了求解，给出了准相位匹配倍频转换效率公式，分析了晶体长度与聚焦程度的关系，在此基础上对倍频谐振腔进行了优化设计，以期获得最大的倍频转换效率.本结果对准相位匹配倍频器件的设计具有一定的指导意义. 关键词： 倍频 准相位匹配 周期性极化铌酸锂     

晶体级联方式的宽带三倍频方案分析

 讨论了入射基频光频谱宽度、两块和频晶体失谐角对KDP晶体Ⅰ/Ⅱ/Ⅱ类角度失谐级联方式的三倍频光功率谱分布的影响，分析了影响三倍频效率的因素。研究结果表明，第二块和频晶体得到的三倍频光的功率谱分布与基频光功率谱分布及失谐角有关，三倍频光频谱宽度近似为基频光的3倍，采用该方案的三倍频可有效抑制由于基频光时间相位调制导致的三倍频光强随时间分布的不均匀，并能有效提高大带宽条件下的三倍频转换效率。同时，采用该方案的三倍频，对级联的两块和频晶体厚度及失谐角调整精度要求不高，在实验上有很大的可操作性。     

应用级联倍频方法提高倍频系统输出稳定性研究

提出应用级联倍频方法提高倍频系统输出稳定性,并就该方法的有效性进行了理论分析和模拟计算.分析和计算结果不但证明级联倍频方法能实现倍频系统稳定输出,而且还表明可以通过仔细调节第一块倍频晶体中波矢方向 k 与光轴间夹角、两块倍频晶体间的间隔,能调节改变实现倍频系统最稳输出时所需第二块晶体的理论计算长度,使之与第二块倍频晶体的实际加工长度一致,最终实现系统稳定倍频输出.级联倍频方法在实现高输出稳定性的同时能实现高的倍频转换效率,对应用于光参量啁啾脉冲放大系统的高稳定抽运源系统的设计建造具有重要参考意义. 关键词： 级联倍频 稳定倍频输出 光参量啁啾脉冲放大     

308nm准分子激光对C60薄膜的刻蚀特性研究

测量在空气和真空中３０８ｎｍ准分子激光对Ｃ６０薄膜的刻蚀速率和刻蚀阈值，讨论了环境中氧气对刻蚀特性的影响。     

利用外腔谐振倍频获得高效倍频绿光

用全固化单频Ｎｄ：ＹＡＧ激光器输出的红外激光泵浦由分离元件组成的ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ３倍频腔。通过优化倍频腔的结构，在倍频腔的红外激光输入为４４０ｍＷ时，获得３３０ｍＷ单纵模绿光输出，倍频效率达７５％。     

倍频离子激光器

倍频离子激光器现今，在２２９～２６４ｕｍ区域内能容易地获得连续波激光。采用对β硼化钡进行内腔倍频的技术，新型Ｉｎｎｏｖａ３００倍频离子激光系统可以在２２９ｎｍ、２３８ｎｍ、２４４ｎｍ、２４８ｎｍ、２５７ｎｍ和２６４ｕｍ六个紫夕卜波长上产生ＣＷ二次谐波...     

铝靶三倍频激光烧蚀参数实验研究

叙述了采用时间空间积分晶体谱仪和时间分辨晶体谱仪等探测器测量铝平面靶强激光烧蚀参数的方法，给出了三倍频强激光烧蚀铝平面靶的质量烧蚀速率和烧蚀压。实验结果与收集到的国外数据进行了比较，它们在误差范围内一致。     

电子回旋共振微波等离子体刻蚀α:CH薄膜的工艺

 为了刻蚀出图形完整、侧壁陡直、失真度小的α:CH薄膜微器件，研究了有铝和无铝掩膜、气体流量比、工作气压对刻蚀速率的影响，并对纯氧等离子体刻蚀稳定性进行了研究。研究结果表明：在相同条件下，刻蚀速率随刻蚀时间变化不大；a:CH薄膜上有铝和无铝掩膜时，刻蚀速率相同；流量一定时，刻蚀速率随氩气和氧气体积比的增大而降低，当用纯氩气时，几乎没刻蚀作用；刻蚀速率随工作气压的增大而降低。实验中，得到最佳刻蚀条件是：纯氧气，流量4 mL·s^-1，工作气压9.9×10^-2 Pa，微波源电流80 mA，偏压-90 V。     

基于中红外差频激光测量水汽分子同位素丰度

稳定同位素比值的测量在地质学、气象学和地球科学的研究中具有蕈要的应用价值.水汽同位素丰度的测量对理解与干旱相关的同温层大气科学具有重要的意义.水汽分子在2.7 μm附近具有较强的吸收,适宜于高灵敏度光谱的测量.文章报道了利用差频技术(Difference frequency generation)和准相位匹配技术(Quasi-phase matching),将调}皆范围在750～840 nm之间的连续可调谐钛宝石激光器和单频连续的Nd:YAG敫光器,耦合到周期性极化铌酸锂非线性光学晶体中,产生2.5～4 μn波段的中红外可调谐激光.选择周期为20μm的PPLN品体,产生2.7 μm附近的中红外差频激光,利用差频产生的中红外激光光源,具有窄线宽、宽调谐等优点.结合光程为100 m的Herriott型多通吸收池,采用直接吸收光谱方法测量了实验窒大气中的水汽分子同位素,得到了同位素比值R及~(17)O,~(18)O,D的丰度值δ,实验所测R值与国际标准具有很好的一致性.     

导弹尾烟对多波长激光传输影响研究

为研究1.06 μm、3.5 μm、10.6 μm三波长激光所受导弹推进剂尾烟干扰的差异程度,建立开放式烟道测试系统。在烟道头部放置装填有典型导弹推进剂的缩比发动机,点燃推进剂使之喷射并形成烟柱,在烟道尾部烟柱直径方向设置激光发射和接收装置,用以获取3波长的透过率。试验数据分析表明,烟雾对激光的衰减与烟雾粒子半径有关,在400 m烟道长度环境中, 10.6 μm激光透过率最高可达1.06 μm激光的104倍。该结果有益于激光制导武器的改进和升级。     

人眼安全激光测距与红外成像滤光膜的研制

 从人眼安全的角度,设计并制备了对1 064 nm激光抑制并可用于1 550 nm激光测距以及3 μm～5 μm波段红外成像的滤光膜。选用ZnS、YbF3作为膜料组合、多光谱ZnS作为基底,利用薄膜设计软件对薄膜进行了优化设计。膜系设计通过合理的厚度控制和膜层安排,来增强薄膜的机械强度。滤光膜的制备采用了电子束沉积技术,通过离子辅助沉积和真空退火处理技术,进一步提高滤光膜的牢固性。光谱测试表明：在1 064 nm处的透射率仅为0.5%,1 550 nm处的透过率为99.3%,3 μm～5 μm波段的平均透过率大于96%,经分析YbF3的折射率在薄膜沉积过程中有所提高,但是对光谱曲线影响不大;可靠性测试表明：滤光膜能够耐受恶劣的环境考验,满足使用要求。     

高峰值功率脉冲激光与石英光纤耦合的空气击穿问题

 研究了15 MW峰值功率脉冲激光与600 μm芯径石英光纤耦合中存在的空气击穿现象。对聚焦区域的空气击穿现象进行了理论和实验研究，测得空气击穿阈值为0.79×10⁹ W/cm²。测得固体介质的激光损伤阈值为2.12×10⁹ W/cm²，与理论计算结果相符。提出了七合一光纤耦合器用于解决空气击穿的办法，实验测得7根光纤并束的耦合效率为67.21%。结果表明光纤耦合器可有效解决15 MW峰值功率脉冲激光与600 μm芯径石英光纤的耦合。     

Influence of water environment on paint removal and the selection criteria of laser parameters

Laser paint removal in a water environment does not diffuse ablation pollution products into air. Characteristics of water, such as high specific heat and heat flux, generate different effects of the laser paint removal than in an air environment. In this study, the effects of air and water environments on the mechanism and effect of laser paint removal are analyzed and compared experimentally and theoretically. In air, thermodynamic ablation causes removal of paint, whereas in water, stress coupled with plasma shock waves cause tear and splash removal of paint layers after fracture and damage. Fracture and pressure thresholds of the paint and substrate, respectively, indicate the optimum energy density range for laser paint removal in water, providing a reference for engineering applications.     

低损耗宽带近零色散高非线性光子晶体光纤设计

提出了一种兼具低损耗、宽带近零色散和高非线性的光子晶体光纤结构,该结构光纤包层空气孔直径从纤芯向外层方向渐进增加;应用多极法,通过改变包层空气孔间距Λ、各层空气孔直径和空气孔层数N_r,对光子晶体光纤色散、损耗和非线性特性进行分析,获得了各特性随包层结构参数变化的规律,并最终设计出最佳结构参数。计算结果表明,该结构光纤存在3个零色散点,在1.25～1.55 μm较宽的波长范围内,色散值波动小于0.27 ps·nm?1·km?1,色散斜率小于0.008 ps·km?1·nm?2,1.55 μm波长处损耗为0.021 dB/km,在常用的飞秒激光泵浦波长0.8,1.06,1.55 μm处非线性系数分别达到78.6,60.4,38.2 W?1·km?1。     

V形高双折射光子晶体光纤特性研究

本文基于全矢量有限元法,设计了一种V形结构高双折射光子晶体光纤,数值分析结果表明:当光纤的包层孔间距Λ为1.0 μm,包层大空气孔D和小空气孔d分别为0.95 μm,0.7 μm时,在波长为1.55 μm处,该光纤的双折射度B达到1.225×10^-2,比传统光纤高约两个数量级. 另外,分别在可见光和近红外波段出现了两个零色散波长,使钛宝石飞秒激光器工作波段(700—980 nm) 处于光纤的反常色散区,为新颖的光子晶体 关键词： 光子晶体光纤 高双折射 有限元法 V形结构     

The refractivities of water vapour for CO2 laser lines

The refractivities of water vapour in the 10 μm region at temperatures near 20°C are measured with an accuracy of 1% using a 10.6 μm CO₂/0.63 μm He-Ne laser interferometer with a 2 m long vacuum cell. The measured refractivities are 30% less than the value calculated by extrapolating the dispersion equation for water vapour in the visible region. From this result, the CO₂ laser is found to be useful as a light source for a three-wavelength laser ranging system of correcting for the air refractivity in the path.     

水下气泡高速摄影光学系统设计

为了研究水下气泡的粒径、速度和浓度特性,提出基于高速电荷耦合器件(CCD)的气泡照明和三维摄影光学系统.采用532nm半导体激光器,基于伽利略结构用三个柱面镜设计了厚度1.5mm,宽度44mm的片光源。设计物像距530mm,放大率为0.4,1,2.5倍(×)的摄影光学系统,每组均由共用前组镜和会聚镜组成,中间以平行光中继。通过同步移动片光源和共用前组镜实现60mm×40mm视场内二维高速成像和纵向5mm扫描,具有结构简单、性能可靠的特点。对设计结果进行评价,0.4,1,2.5×成像光学系统在0.707ω,50lp/mm时调制传递函数值分别为0.58,0.55和0.38,能够分辨粒径范围为10～450μm的气泡。     

High power operation of a CW 28 μm water vapor laser

This paper describes the best operating conditions and power performance of a CW 28 μm water vapor laser, using a 3 m long discharge in a 3 cm diameter Pyrex glass tube. The laser cavity is a half symmetric conventional Fabry-Perot resonator, the plane mirror of which is a metal mesh used as an output coupler. The addition of a large amount of hydrogen to the water vapor leads to the production of high power laser emission. This laser delivers 230 mW of continuous output at 28 μm, corresponding to a volumetric power of 102 μW/cm³, the highest value ever reported.