B.激光、光源和全息计量技术

本文就第十九届国际高速摄影与光子学会议上发表的有关激光和光源,全息计量技术进行评述。     

LiF∶F_2晶体中实现三维光数据存储的实验研究

基于LiF∶F2晶体在近红外飞秒脉冲激光作用下产生F2色心向F3 色心的转变,以及两种色心荧光光谱的不同,实现了荧光反射共焦读出和多光子写入的三维光数据存储的原理性实验.钛宝石再生放大器输出的脉冲宽度100fs、中心波长800nm、重复频率1kHz的超短脉冲激光束,用数值孔径0.68的显微物镜聚焦到LiF:F2晶体内部,通过移动晶体实现了三维逐位式数据写入;用405nm的连续蓝光激发存储位,通过探测F3 色心产生的540nm荧光,实现了对信息位进行快速非破坏性的反射共焦读出.与多光子三维存储的透射共焦散射读出和相衬读出相比,格式与现存光盘技术兼容,结构简单;更重要的是,存储信息位是依靠荧光光谱的变化,折射率变化很小,可以有效增加读出层数.     

An Experimental Study of Ultrashort Pulsed Ytterbium-Doped Fibre Laser and Amplifier

We report the generation of ultrashort pulses in ytterbium-doped fibre oscillator emitting around 1.05μm at a repetition rate of 17.6 MHz. A diode laser with single silica fibre at 976nm pumps the ytterbium fibre laser, the all-fibre picosecond pulsed oscillator has excellent stability and compact size, and freedom from misalignment. After amplifying, pulse energy of 3.4 nJ and an average power of 60 m W are obtained. The compression is obtained with a grating pair out of the cavity. The compressor produces 307fs with the peak power 5.47kW. A practical fibre-based source with good performance is thus demonstrated.     

3μm与2μm级联振荡Ho3+:ZBLAN光纤激光器的动态特性分析

基于传输速率方程,对Ho3+:ZBLAN光纤激光器的动态特性--上能级粒子数以及输出激光功率的弛豫振荡特性进行了数值分析.通过忽略光纤参数对传输方向的依赖性,抽运光和信号光的功率传输方程被分别简化处理.结果表明,在5I6能级的粒子数首先经历一次弛豫振荡后,5I6和5I7能级的粒子数交替弛豫振荡并达到稳态;同样,在3μm波长的激光功率首先经历一次弛豫振荡后,3μm和2μm波长的激光功率交替弛豫振荡并达到稳态,而且,弛豫振荡时的峰值功率远大于稳态时的激光功率.     

1313nm脉冲泵浦下掺Er3+光纤中多波长可见光的产生

本文报道了以1313nmNd:YLF激光脉冲泵浦掺饵(Er³⁺)单模GeO₂/SiO₂光纤而产生多波长可见光的实验,在该光纤中观察到(463～510)nm间的多波长放大自发辐射过程,此过程对应于Er³⁺离子的²G_7/2等几个激发态到⁴I_13/2亚稳态的跃迁.其激发过程是分步的四光子吸收过程,同时,掺饵光纤的红外发射峰1530nm(⁴I_13/2-⁴I_15/2)与1313nm泵浦光之间的三波混频过程也对这一区间的连续多峰的光谱结构有贡献.实验中还观察到540nm附近的绿光辐射.     

飞秒激光脉冲作用下光学玻璃的色心和折射率变化

实验研究了近红外飞秒激光脉冲诱导重钡火石玻璃产生的色心、紫外透明和折射率变化,测量了样品在激光辐照前后的吸收光谱和折射率的变化.实验发现色心的产生伴随着折射率的改变,但色心漂白后,折射率的改变依然存在,表明色心与折射率改变的热稳定性不一致,意味着飞秒激光脉冲诱导玻璃折射率变化的机理与色心产生的机理不同.实验还观察到色心区域在紫外产生透明;色心漂白后,紫外透明消失的现象,并阐述了可能的机理和应用.     

Ti∶S激光器外腔选频产生820 nm带激光研究

首次报道了用Ti∶ S激光器及Tm-Ho共掺石英光纤等构成复合腔,通过外腔选频产生波长为820 nm波段高性能单模激光的实验研究,复合腔Ti∶ S激光器的光-光转换效率达15.7%,斜率效率可达17.3%.研究了输出激光功率、输出光谱随泵浦功率、激活光纤长度的变化关系,并对相应结果进行了分析.     

GENERATION OF MULTI-WAVELENGTH VISIBLE LIGHT IN Er3+-DOPED AND Er3+/Yb3+-DOPED SINGLE-MODE OPTICAL FIBER PUMPED AT 1313 nm

We report the generation of multi-wavelength visible light through amplified spontaneous emission (ASE) in Er³⁺-doped and Er³⁺/Yb³⁺-doped germanosilicate single-mode optical fiber pumped by a Nd:YLF laser at 1313nm. In the Er³⁺-doped fiber, the intense multi-wavelength blue emission hnes around 463-510nm corre-spond to transitions born ²G_7/2 etc. excited states to the metastable ⁴I_13/2 state, and their pumping mechanists is aecomphshed by a stepwise four-photon absorption. Some emission hnes in this wavelength region are attributed to the three-wave sum-frequency process of 1313 and 1530nm (corresponds to ⁴I_13/2 -⁴I_15/2). The intense green emission hnes at 525 and 540 nm are also observed in the Er³⁺-doped fiber. In the Er³⁺/Yb³⁺-doped fiber the blue and green lines are very weak compared with those in the Er³⁺-doped fiber.     

用于飞秒紫外激光产生的LD泵浦高效Nd:YVO4绿光激光器研究

利用简单的折叠腔,腔内不含任何其它附加光学元件,LD双端泵浦Nd:YVO₄,KTP腔内倍频绿光激光器实现了低阈值、高效率的TEM₀₀模稳定激光输出.最高绿光输出功率可达到3.3W,光-光转换效率为16.2%.     

飞秒光学参量振荡器中谐振腔的最佳聚焦设计

本文运用ABCD定律对光学参量振荡器共线谐振腔的聚焦参数及其匹配进行了计算分析。数值计算给出了当OPO腔增益最高时,泵浦光聚焦透镜焦距及聚焦束腰尺寸随振荡光聚焦镜曲率半径的变化及相应的拟合曲线,并对结果进行了讨论。在考虑非线性晶体的接收角的情况下,讨论了光束聚焦镜容许的最短曲率半径。计算同时指出,非临界相位匹配结构比临界相位匹配结构具有更大的接收角.