二极管激光器侧泵浦波导耦合系统设计

 为了提高面阵二极管激光器侧泵浦板条激光器泵浦光的利用率，本文采用光线追迹的方法，通过数字模拟设计出了高耦合效率的波导耦合系统。实验测试结果表明，其耦合效率达到85%以上，泵浦光在板条内分布均匀。     

激光二极管泵浦NYAB激光器的空间分布速率方程的研究

报道了用以描述激光二极管泵浦ＮＹＡＢ连续激光顺空间分布特性的非线性耦合的速率方程组，和以此方程组进行的理论计算，讨论了泵浦光和激光的空间分布、晶体的最佳长度、输出镜的最佳透过率对激光器输出的影响，给出了ＮＹＡＢ激光器设计的一些依据。     

侧面泵浦高功率双包层光纤激光器的表面弧形金属槽结构的制作和分析

侧面耦合高功率泵浦光技术是获得高功率稀土光纤激光器的关键技术之一。介绍了一种用于侧面泵浦高功率双包层光纤激光器的表面弧形金属槽结构的制作工艺,并且针对已经实验制作出来的表面连续弧形金属凹槽的侧面耦合结构进行了严格的矢量电磁场理论计算,将120°弧形凹槽等效近似为多层等高不等宽的矩形槽并运用透射矩阵算法对这种近似后的多层矩形结构进行优化设计。这种结构可以用于大功率激光二极管阵列的侧面泵浦中,尤其可用于条形半导体激光器侧面泵浦双包层掺杂光纤,以制作各种大功率稀土光纤激光器。     

连续钛宝石激光器最佳输出透射率的测量

在连续钛宝石激光器中，在一定泵浦功率下通过直接测量腔内熔融石英片在不同入射角时的反射耦合输出，得到了激光器的最佳输出透射率。在两个不同的输出透射率条件下，测量激光器的泵浦阈值，经计算求得了不同泵浦功率下激光器最佳输出透射率的理论值。对浓度不同的钛宝石棒均作了测量和计算，测量值与理论值基本符合。     

基于激光火工系统的烟火泵浦激光技术

为研究烟火泵浦激光输出性能,对烟火泵浦激光器中泵浦源与激光晶体棒进行匹配实验研究和烟火泵浦激光器出光实验研究,以及烟火泵浦激光器光纤耦合输出实验研究。实验结果表明:烟火泵浦激光器选用锆氧闪光灯作为泵浦源,与工作物质为Nd∶YAG激光工作物质是相匹配的,烟火泵浦激光器输出能量4.82 J,满足烟火泵浦激光火工系统的能量输出需要;烟火泵浦激光器光纤耦合输出能量2.87 J,光纤耦合装置耦合效率达到50%以上,为烟火泵浦激光器用于战斗机舱盖抛放、飞行员座椅弹射逃生等火工系统研究提供了重要的技术支持。     

多点侧面泵浦双包层光纤激光器的对称夹层结构

 利用基于亚波长衍射光栅理论的介质-金属-介质的对称夹层结构,对掺杂的双包层光纤进行多点泵浦，根据严格的电磁场衍射理论和光栅方程，分析了多点泵浦时，这种耦合结构的泵浦光泄露的问题，证明了多点泵浦时泵浦光的泄露率仅为15.52%，而对信号光则不存在泄露。这种对称夹层结构可以用于多个大功率激光二极管阵列的多点侧面泵浦双包层掺杂光纤中，以制作各种大功率(数kW级)稀土光纤激光器，其最大耦合效率可以达到80%以上。     

晶体热效应对LD端面泵浦固体激光器优化设计的影响

考虑了激光介质因受热不均匀而引起的热效应对激光器衍射损耗和谐振腔基模尺寸的影响,利用M²因子来描述泵浦光在激光介质中的传播规律,根据泵浦光在激光介质中的有效泵浦体积最小以提高泵浦效率这一判据,给出了含有泵浦光束质量因子M_p²和激光介质参量在内的端面泵浦固体激光器的优化设计曲线,利用这些曲线可方便地指导完成激光器的最佳化参量选择.利用上述理论,对LD端面泵浦光纤耦合输出的Nd:YVO₄激光器进行了研究,实验结果和理论分析相符合.     

用于种子注入的微型二极管泵浦激光器

设计了一种用于种子注入的微型二极管泵浦激光器,并从LD泵浦固体激光器优化设计原则出发,对种子激光器的增益介质、耦合系统、谐振腔进行了优化设计.实验研究表明,该激光器运转稳定,输出光束质量高,光束发散角小,输出功率可达80 mW,可满足种子激光的要求.     

太阳光泵浦激光器侧面泵浦效率的提高

太阳光泵浦激光器直接利用太阳光作为泵浦源,实现了太阳光能量到激光能量的直接转化。设计了分腔水冷型金属锥形泵浦腔,以直径8mm,长115mm的Nd:YAG晶体棒作为激光工作物质,用有效面积1.03m2菲涅尔透镜会聚太阳光,实验获得了23.7 W的稳定激光输出,斜效率为7.87%。通过对比实验,改进后的分腔水冷型太阳光泵浦激光器较原有锥形腔激光器有55.92%的激光输出功率提升。分别从侧面泵浦光在冷却水中的吸收损耗以及其耦合效率等方面对新型腔体结构进行了分析,证实了分腔水冷型腔体结构对侧面泵浦效率的提高,并提出了陶瓷漫反射材质的分腔水冷型激光腔的设计。     

激光二极管泵浦Nd：FAP激光器

报道激光二极管泵浦的掺钕氟磷酸钙固体激光器，该器件在重复频率为１００Ｈｚ的准连续状态下运行，当耦合输出透过率为８％时，得到３１％的斜效率，比较了ＦＡＰ和ＹＡＧ这两种介质的激光器的性能，理论分析得出的两者的阈值泵浦功率的相对值与实验结果相一致，并证实ＦＡＰ是一种有前途的适合激光二极管泵浦的激光介质。     

激光二极管端面泵浦多段复合板条激光器热效应

针对激光二极管端面泵浦的多段渐变浓度复合板条激光增益介质,提出了两种选取掺杂浓度的方法,并分别计算了多段渐变浓度复合板条增益介质的热量、温度及应力分布.结果表明,与单一掺杂浓度板条增益介质相比,采用多段渐变浓度复合增益介质可显著降低增益介质内部的温度梯度及最大热应力,从而提高了激光器整体的损伤极限泵浦功率,有利于激光器的功率升级.     

Ho激光器阈值的理论分析

利用准三能级模型,建立了纵向泵浦的Ho³⁺激光器阈值模型,并对阈值与激光器设计参数间的关系进行了分析讨论,从中得出了设计低阈值Ho³⁺激光器的一般原则.结论同样适用于其他的准三能级激光器.     

高功率脉冲染料激光放大器物理设计

从理论研究出发,用激光增益理论得到了在平衡状态下忽略染料分子激发态吸收时,高功率脉冲梁料激光放大器物理设计的简单方法,同时以铜蒸气激光器双侧抽运的平均输出功率52.5W的脉冲染料激光放大器为例,对其物理尺寸进行了模拟设计。     

分段表面放电光抽运XeF(C-A)激光器

阐述了分段表面放电光抽运XeF(C -A)激光器的设计和实验技术。分段表面放电辐射源在 140nm～ 170nm辐射区域亮度温度Tb≈ 15× 10 3K ,用该辐射源作抽运源离解XeF2 获得了XeF(C -A)蓝绿 (4 70nm～ 495nm)激光输出 ,激光脉宽为 340ns、光谱宽度为 15nm。     

激光二极管端面抽运的棒状Yb：YAG激光器

分析了影响激光二极管抽运Yb：YAG激光器调Q效率的参量，推导了激光二极管端面脉冲抽运Yb：YAG晶体的速率方程，解出了双程抽运情况下的净抽运量子产率。利用数值计算方法，模拟了净抽运量子产率与晶体长度，抽运光脉冲宽度等关系，得出晶体长度的优化可以提高Yb：YAG激光器输出效率。计算了词Q Yb：YAG激光器的最大增益、最大储能，分析了放大自发辐射对于Yb：YAG能量存储的影响。同时给出了激光二极管端面抽运调Q Yb：YAG优化设计方法。这些分析和计算为实际器件的研制提供参考。     

非相关双束可调谐染料激光器实验研究

本文报道了研制成功的闪光灯泵浦矩形非相关双束可调谐染料激光器,它可同时在两种染料中获得双束激光输出,具有频差大、脉冲同步、无模式竞争等特点。文中给出了装置结构和典型实验结果,并做了简单讨论。 关键词：     

Electrical analogy of transient heat flow in laser rods

An analog circuit is presented for the determination of the transient thermal profile in optically pumped laser rods. The model can be used to simulate the behavior of solid and hollow cylindrical rods under single shot and repetition rate conditions. The design of a particular circuit is given as well as experimental results.     

2μm泵浦中红外硫化玻璃光纤拉曼激光器的理论分析与优化

根据2μm掺铥光纤激光泵浦中红外硫化玻璃光纤拉曼激光器的模型,采用非线性耦合方程组对激光器的性能进行了研究与分析。同时,对激光器各参数包括光纤长度、输出耦合器反射率、光纤散射损耗对激光器性能的影响进行了分析并给出了优化结果。数值仿真结果表明,在一定条件下,2μm泵浦硫化玻璃光纤产生拉曼激光的斜率效率可以超过85%。另外,光纤长度和输出耦合器反射率不仅对输出激光功率的影响很大,而且是相互影响的,必须同时进行优化。结果也表明,输出激光的功率随光纤散射损耗增加急剧线性下降。以上的结果可以用于硫化玻璃光纤级联拉曼激光器的实验指导和优化设计。     

Development of high-repetition-rate LD pumped Nd:YAG laser and its application

High-average-power and high-energy lasers with good beam quality are fundamental tools for pumping high-peak and high-average-power ultrafast Ti:sapphire laser systems. Laser-diode (LD) pumped solid slate lasers with phase conjugation offer a unique combination of efficiency, reliability, and compactness. We present the design details and performance characteristics of a 360-W 1-kHz LD pumped Nd:YAG phase-conjugated laser. We also discuss the basic design aspects and present our preliminary experimental investigations on ultrashort-pulse laser systems.     

激光二极管抽运的被动调QNd3+:YAG微晶片激光器及其稳定性

从理论和实验两个方面研究了连续激光二极管抽运的Cr~(4+):YAG被动调QNd~(3+):YAG微晶片激光器。考虑Cr~(4+):YAG饱和吸收体激发态吸收,推导了连续抽运的被动调Q微晶片激光器的速率方程,分析了微晶片参量对调Q脉冲半峰全宽和峰值功率的影响;提出了实现稳定脉冲输出的微晶片激光器设计原则。在饱和吸收体初始透过率较低(T_0≈40％)的情况下,获得了脉冲峰值功率不稳定性小于±0.7％、脉冲宽度不稳定性小于±1.0％、峰值功率高达千瓦量级的高重复频率激光输出。