自混频激光理论模型及应用

建立了在同一块非线性激光晶体上实现自混频激光的理论模型。该模型计入了具有任意腰斑大小的泵浦光和腔内基频光的空间分布,并将该模型应用到NYAB和Nd:GdCOB的自混频蓝光实验。理论分析预测和证实了一些实验结果,同时,讨论和总结了提高自混频激光输出效率的途径。     

纳米流体激光自混频功率谱及其计算

激光自混频技术可用于纳米颗粒和纳米流体的探测。在纳米流体自混频信号自相关函数的基础上,理论推导了功率谱函数的表达式。结果表明,纳米流体的激光自混频信号功率谱是洛伦兹线型和高斯线型的卷积,即佛赫特(Voigt)线型。通过数值计算研究了各种典型情况下激光自混频信号功率谱的频谱特征,颗粒定向运动速度决定了多普勒频移和高斯线宽,颗粒粒度决定了洛伦兹线型的宽度,颗粒粒度和速度与功率谱之间的对应关系为纳米流体的测量提供了理论基础。     

半导体激光自混频干涉速度仪的F-P模型分析

设计了一个半导体激光自混频干涉式测量物体振动速度的实验,利用双镜F_P(法布里_珀罗)等效模型,对半导体激光自混频干涉速度仪中的干涉效应进行了理论分析,推导了干涉信号理论模型的数学表达式,讨论了影响测量信号的因素。结果表明,在半导体激光自混频干涉速度仪的无源腔中空气密度的变化、无源腔长度的变化、激光波长的变化都将会导致信号漂移,从而引起测量误差。而被测物体表面的反射率越高,越有利于测量。     

半导体激光自混频干涉式传感器中的干涉与调制

应用F-P模型，阐述了半导体激光自混频干涉式传感器的干涉与调制过程，同时给出了相应的计算．     

半导体激光自混频干涉法测振动速度

应用半导体激光自混频干涉方法可研究物体的振动速度．本文阐述了测速的基本原理，给出了信号分析的理论依据和计算方法。     

一种新型的激光自混频测振的方法

1引言在激光器的许多应用中，我们都尽可能的避开出射光的自反馈现象．尽管如此，还是被来自各种各样的光学元器件所组成的共振腔产生的反射光所困扰．自反馈不仅增加了噪音强度，而且同时大大改变了激光器输出的特性曲线，这种作用的性质已被Lenstra等人‘’‘描述过．然而我们正是利用了这种“不利”的特性构成了自混频激光测振系统．2基本原理激光自混频干涉的简单装置如图1所示．首先由激光垂直照射在待测物体上，利用从待测物体上反馈的光对激光器输出功率调制，然后从尾光接收调制信号，这种可被提取的携带外界馈信息的光反馈调制后…     

半导体激光自混频干涉技术对振幅的测量

激光自混频干涉是一种非常特别的现象 ,在许多应用中 ,通常都尽可能地避开来自各种各样的光器件反馈到激光器腔内的光 ,把它看成是有害的 ,例如 :来自光纤端面、或大型光学系统中的各个小光学镜面表面的反射光 ,这些光都能增加噪声及改变半导体激光的一些特性 ,这种性质的惊人影响已由Lenstra[1] 等人详尽描述过。然而 ,激光自混频干涉技术正是应用这种外反馈光携带的可被提取的信息对振动振幅和频率进行测量。     

纳米流体的激光自混频功率谱密度研究

纳米流体运动特性和颗粒参数的测量对纳米流体换热效率的研究具有重要意义。本文将激光自混频技术应用于纳米流体测量中,给出了自混频信号功率谱密度函数的表达式并实验研究其变化规律。研究结果表明,功率谱密度展宽具有佛克脱函数的形式。激光垂直入射流动样品池时,功率谱密度得到展宽,展宽程度随着定向流速的增大或束腰半径的减小而增大。激光倾斜入射流动样品池时,功率谱密度在展宽的同时还伴随多普勒峰移,其位置随着定向流速的增大或散射矢量与定向流速之夹角的减小而迁移至高频。     

双光子共振激发钠原子六波混频过程

双光子激发钠原子所产生的级联受激辐射光子与入射激光双光子可产生光波混频。实验共观测到十一条六波混频与十条四波混频谱线。理论分析表明脉冲激光泵浦下的光波混频过程仍可用稳态近似计算混频光强。非线性极化系数X不仅与基态布居数也与激发态布居数有关。X的共振增强效应对获得强混频输出有重要作用。     

用简并的四波混频补偿激光放大器相位畸变的方案

本文提出和实验论证了两种用简并的四波混频补偿激光放大器相位畸变的方案.在第一种方案中,混频介质饱和吸收体BDN染料二氯乙烷液体置于激光振荡器腔外,用偏振隔离技术,相位补偿的激光辐射从Nd:YAG激光振荡放大系统中耦合出来.实验得到了放大约四倍的后向波输出.在第二种方案中,相位共轭镜置于激光振荡器腔内,BDN染料溶液既作为简并的四波混频介质,又作为调Q介质,获得了补偿放大器相位畸变的调Q激光输出、研究了相位补偿特性.测量了激光输出与染料溶液浓度的关系.     

充气毛细管中飞秒激光四波混频的理论描述

建立了一个描写充气毛细管中飞秒激光四波混频过程的理论框架.在 这个理论框架的基础上，对最近得到的充气毛细管中飞秒激光四波混频过程的信号强度气 压实验曲线给出了初步的理论说明．发现考虑走离效应和相调制效应对充气毛细管中飞秒激 光四波混频过程有重要的作用．同时还发现在一定的条件下，考虑直接的三次谐波过程对实 验曲线的影响是必要的. 关键词： 四波混频 飞秒激光 充气毛细管     

多纵模短腔染料激光放大前后光谱的比较

实验观测了短腔染料激光器输出的多纵模激光及其经一级染料放大的激光光谱，比较了光谱特性。在一定情况下，短腔染料激光器的多纵模激光经放大器放大可产生一个至几个新纵模，新纵模与短腔染料激光器输出的纵模有相似的频率间隔、线宽及频率牵引等特征。新纵模产生属于三阶四光子混频（即四波混频）为主导的非线性光学效应。存在频率牵引表明，增益介质中的多波混频存在频率失配，在这一四波混频中光子能量并不守恒     

稀土掺杂光学超晶格的自变频激光模型与应用

通过结合准相位匹配理论和空间分布自混频（或自倍频）激光模型提出了稀土掺杂光学超晶格材料自变频激光理论模型，该模型计入了弱聚焦的高斯光束空间分布，泵浦耦合以及非理想周期结构的影响，并应用该理论模型对Nd^3 离子掺杂非理想周期极化铌酸锂（Nd^3 :APLN)晶体同步自变频多波长激光进行了模拟计算，计算结果，尤其是阈值、可见激光总输出功率和同步可见激光谱线相对强度分布等与实验结果符合得很好，从而表明该模型的有效性。     

光学外差法测量Ba原子的自电离态

提出了把三光子共振非简并六波混频(NSWM)和双光子共振非简并四波混频(NFWM)应用于研究Ba原子自电离态的光学外差探测方法。采用该方法测量了Ba原子的6P_３／２19d自电离态,并观察到了三光子共振 NSWM和双光子共振NFWM信号干涉引起的信号增强。该方法是一种纯非线性光学方法,具有优秀的空间分辨率和简单的光路。其中双光子共振非简并四波混频信号作为本地振荡光束,三光子共振非简并六波混频信号作为信号光束,通过 改变信号光束的频率来达到用光学外差探测法研究Ba原子自电离态的目的。该方法中,实现相位匹配所要求的条件不是很严格,可以在很宽的频率范围内实现相位匹配,而一般的六波混频很难做到相位匹配, 并且所测量的信号是相干光, 当用窄带宽的激光时,可以获得消多普勒的分辨率。     

激光场的随机性对简并四波混频的影响

本文在相位扩散模型的基础上,研究了随机场对简并四波混频输出强度的影响。指出这种影响的大小主要取决于激光源的相干时间与感生光栅弛豫时间的比值。激光源的随机性对混频信号的线宽的影响也作了详细的讨论。 关键词：     

NAB对撞增强相位共轭腔快锁模特性

本文分析了NAB[NdAl_3(BO_3)_4]自激活激光晶体脉冲被动锁模的优越性。研究了对撞增强自起动自泵浦近简并四波混频相位共轭腔的形成条件及其在锁模过程中的作用。首次演示了NAB对撞增增强快速压缩脉冲锁模过程。获得了平均7ps的超短脉冲的实验结果。     

多纵模短腔染普激光放大前后光谱的比较

实验观测了短腔染普激光器输出的多纵模激光及其经一级染料放大的激光光谱，比较了光谱特性。在一定情况下，短腔染料激光器的多纵模激光经放大器放大可产生一个至几个新纵模，新纵模与短腔染料激光器输出的纵模有相似的频率间隔、线宽及频率牵引等特征。新纵模产生属于三阶四光子混频（即四波混频）为主导的非线性光学效应。存在频率牵引表明，增益介质中的多波混频存在频率失配，在这一四波混凝中光子能量并不守恒。     

自拉曼混频黄绿波段三波长可切换激光

报道了高效的Nd:YVO_4晶体自拉曼结合二阶非线性光学混频实现黄绿波段三波长可选输出.从改善热效应和增加拉曼介质长度出发,设计双端键合的YVO_4/Nd:YVO_4/YVO_4晶体用于自拉曼变频.考虑混频转换效率和混频波长切换的便捷性,选用临界相位匹配的BaB_2O_4 (BBO)晶体作为二阶非线性光学混频晶体.只需微调BBO晶体匹配角度在1.4°内,就可成功实现基频光和一阶斯托克斯光之间的倍频与和频,获得高效的532 nm绿光、559 nm黄绿光和588 nm黄光三个波长可切换输出.在19.5 W抽运功率和60 kHz的重复频率下,三个波长激光的最高平均输出功率分别为4.37 W, 2.03 W和3.43 W,对应抽运光到可见光的转换效率分别达22.4%, 10.4%和17.6%,对应脉冲宽度分别为36 ns, 12.2 ns和12.7 ns.可见波段波长可切换激光器可满足激光医疗、显示、光谱成像和生物光子学等领域对多种波长激光的应用需求.     

亚10 fs激光脉冲产生中的受激拉曼散射与四波混频效应

自行搭建的自锁模钛宝石激光器工作在下稳区的上边界附近,采用熔融石英棱镜对在激光器谐振腔的腔内和腔外同时进行群速度色散补偿.随着腔内棱镜对提供色散补偿的变化,输出激光脉冲的频谱会突然展宽至664—840nm,其空间模式也由基横模变化至衍射环状结构,这是受激拉曼散射和四波混频效应导致锁模激光脉冲频谱进一步展宽的结果.在此状态下自锁模钛宝石激光器可实现670—865nm范围的波长调谐.如此宽的频谱为钛宝石激光器产生亚10fs激光脉冲提供了必要的条件. 关键词： 飞秒激光脉冲 受激拉曼散射 四波混频 群速度色散     

微结构光纤次芯中的四波混频过程

利用Ti:sapphire飞秒激光脉冲在微结构光纤包层的次芯中通过参量四波混频效应获得480—550nm的反斯托克斯波,转换效率可高达28%. 通过改变输入光的偏振方向可以调节反斯托克斯波的中心波长. 理论模拟了飞秒激光在次芯中的模式特性和色散特性,较好地解释了实验结果. 关键词： 微结构光纤 飞秒激光脉冲 参量四波混频过程