激光二极管抽运Nd:YV04和频黄光激光器的理论及实验研究

为了达到最佳和频593 nm黄色激光输出,采用激光二极管(LD)端面抽运Nd:YVO4晶体,根据四能级系统的速率方程理论,建立了空间相关的两波长激光运转速率方程模型,由此导出两波光子数表达式.对LD端面抽运Nd:YVO4/KTP三镜复合腔结构的腔内和频黄光激光器,在满足参与和频的两基频光光子数密度相等的条件下,理论上得到了谐振腔的各个参数.实验比较了在满足两波光子数密度相等和两波振荡阈值相等两种情况下激光器输出的593 nm黄色激光功率.在抽运功率为12 W时,二种情况下分别得到了410 mW和340 mW的黄光输出,光一光转换效率分别为3.4%和2.8%.由此可见,在满足两波光子数密度相等的条件下可以得到更高转换效率的和频黄光输出.     

激光二极管抽运Nd∶YVO_4和频黄光激光器的理论及实验研究

为了达到最佳和频593nm黄色激光输出,采用激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO4晶体,根据四能级系统的速率方程理论,建立了空间相关的两波长激光运转速率方程模型,由此导出两波光子数表达式。对LD端面抽运Nd∶YVO4/KTP三镜复合腔结构的腔内和频黄光激光器,在满足参与和频的两基频光光子数密度相等的条件下,理论上得到了谐振腔的各个参数。实验比较了在满足两波光子数密度相等和两波振荡阈值相等两种情况下激光器输出的593nm黄色激光功率。在抽运功率为12W时,二种情况下分别得到了410mW和340mW的黄光输出,光-光转换效率分别为3.4%和2.8%。由此可见,在满足两波光子数密度相等的条件下可以得到更高转换效率的和频黄光输出。     

基于半导体光放大器四波混频原理的光采样

建立了可研究强超短光脉冲放大特性且包含自由载流子吸收、受激辐射、双光子吸收、光谱烧孔和超快非线性折射效应的半导体光放大器理论模型,用以建立脉冲四波混频模型,并进一步仿真了基于半导体光放大器的光采样过程,重点讨论了自由载流子吸收、双光子吸收效应对采样特性的影响。仿真结果与实验结果相符。     

声光调Q的Nd:YVO4晶体1342 nm激光器

报道了采用光纤耦合激光二极管(LD)模块端面抽运Nd:YVO4晶体实现高功率、高重复频率声光调Q 1342 nm波长的激光输出,以及采用考虑增益频谱分布的调Q速率方程模型仿真研究该脉冲激光器的结果.在激光器注入总功率40 W的情况下,可得到最高工作重复频率100 kHz;在50 kHz重复频率工作条件下,可得到11.0 W的平均输出功率及稳定的脉冲输出.应用与介质增益频谱相关的调Q速率方程模型对该脉冲激光器进行了仿真研究,得到了脉冲宽度、脉冲峰值功率、脉冲建立时间等计算结果,还给出了输出在频谱上的分布以及谱宽,并与实验结果进行了比较.考虑增益频谱分布的调Q速率方程模型不仅可以应用于分析、设计脉冲激光器的频谱,而且由于考虑了增益在频谱上的实际分布,基于该模型的仿真计算可以获得比传统单频调Q速率方程更为接近实际的结果.     

一维光子晶体带边激光器的阈值特性分析

采用麦克斯韦方程和速率方程相结合的模型和时域有限差分法,利用引入的有效增益分布因子概念研究了光子晶体中本征模的阈值特性。增益介质的大小以及在光子晶体中的位置直接影响光子晶体带边激光器的输出特性;有效增益分布因子描述了光子晶体中增益介质的空间分布特性。结果显示,带边本征模的激射阈值依赖于有效增益分布因子。不同的本征模具有不同的有效增益分布因子,那些有效增益分布因子较大的模式具有较低的阈值。通过调整增益介质的位置和长度,可以提高有效增益分布因子的值,从而降低激光器的阈值,这对于实现激光器的低阈值运行有指导作用。     

双光腔耦合下机械振子的基态冷却

机械振子的基态冷却是腔量子光力学中的基本问题之一.所谓的基态冷却就是让机械振子的稳态声子数小于1.本文通过光压涨落谱和稳态声子数研究双光腔光力系统(标准单光腔光力系统中引入第二个光腔,并与第一个光腔直接耦合)的基态冷却.首先得到系统的有效哈密顿量,然后给出朗之万方程和速率方程,最后分别给出空腔和原子腔的光压涨落谱、冷却率和稳态声子数.通过光压涨落谱、冷却率和稳态声子数表达式,重点讨论空腔时机械振子的基态冷却,发现当满足最佳参数条件(机械振子的冷却跃迁速率对应光压涨落谱的最大值,而加热跃迁速率对应光压涨落谱的最小值)时,机械振子可以被冷却到稳态声子数足够少.此外分析:当辅助腔内注入原子系综时,若参数选择恰当可能更利于基态冷却.     

高功率激光多程放大器技术

实验研究采用MOPA系统的Nd：YAG激光器。通过解四能级系统反转粒子数速率方程和介质内光子流强度变化率方程以及代入边界条件可以得出放大器的单程能量增益其中，     

用速率方程分析垂直腔面发射激光器的噪声

采用一种合理的噪声模拟方法，用速率方程对垂直腔面发射激光器的噪声特性进行了数值分析，在单模情况下计算了器件的自发辐射因子、输出功率、注入电流、阈值电流等参数与相对强度噪声、频率噪声以及线宽等特性的关系，计算结果与实验基本相符，对优化垂直腔面发射激光器的结构设计和应用条件有所裨益. 关键词：     

980nm泵浦掺铒光纤放大器增益特性的理论研究

从均匀加宽三能级结构的速率方程组和光传输方程出发 ,在引入光场与掺杂分布的重叠因子后 ,忽略放大自发辐射 (ASE)时 ,得到了 980nm波段泵浦的掺铒光纤放大器 (EDFA)速率方程组在稳态情况下的解析解 ,并利用数值模拟结果对放大器的增益、泵浦阈值、最佳光纤长度进行了分析和讨论.     

羧基淀粉接枝聚合物对重金属离子的吸附速率方程

以Ｃｅ＾４＋为引发剂，将丙烯腈接枝到高交联淀粉上，接枝产物再经皂化水解制得水不溶性羧基淀粉接枝聚合物（简称羧基淀粉）。研究了羧基淀粉吸附重金属离子的动力学行为。实验结果表明，羧基淀粉吸附速率快，吸附平衡时间短，吸附量随时间的变化规律遵从Ｑ／Ｑ∞＝ａｔ（１＋ａｔ）方程。