基于Shark-Hartmann理论的波前探测技术研究

精确的波前探测是反射镜面型检测及光束波前畸变测量的重要依据,论文根据Shark-Hartmann理论对波前探测技术进行了模拟和实验研究。将平行光经过球面透镜/柱面透镜后形成的球面波/柱面波作为探测波前。实验采用商用的微透镜阵列和CCD搭建Shark-Hartmann传感器,利用实际光束作为参考光,避免了参考光的不准直性对实验的影响。模拟计算结果表明平均曲率误差为13.423 mm,实验结果实现了对球面/柱面/倾斜波的探测及复原。     

激光二极管泵浦的Cr:LiSAF二次谐波产生获得可调谐蓝色激光连续输出

以６７９ｎｍ的激光二极管泵浦１ｍｍ厚掺杂摩尔分数为０．０２２Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ,用α－切割的１类非临界位相匹配的ＫＮ晶体进行内腔倍频,在吸收功率在２５６ｍＷ时,得到了峰值３．１５ｍＷ,波长为４３１．７ｎｍ的ＴＥＭ００模蓝色激光输出,激光阈值为９６ｍＷ,斜效率为１．９７％,通过改变ＫＮ晶体的温度,实现了波长范围为４２３．４～４４５．５ｎｍ之间的连续可调谐蓝色激光输出。     

Research on lenses assemble precision in complicate laser amplification system

In a certain amplification system, signal laser can be amplified from 1 nJ to 5 J. To realize a high quality imaging transfer, meet beam diameter expansion requirement, and get good filtering effects, three spatial filters are designed and assembled. Lenses in these spatial filters can be assembled and adjusted by their reflection spots to meet wave-front requirements. In this letter, we analyze precision of the assembling, and make a ray-tracing simulation to discuss the relation between assembling precision and lenses parameters. On the optimized distance of 1000 mm, adjusting precision of lens tilt can reach 5 mrad.     

888 nm LD抽运Nd∶YVO4被动锁模皮秒振荡器

 报道了基于888 nm半导体抽运Nd∶YVO4晶体连续被动锁模的皮秒振荡器。通过热激发抽运方式改善激光器的热性能,提高锁模振荡器输出的平均功率与单脉冲能量。利用半导体可饱和吸收体(SESAM)实现激光器锁模运转的启动与维持。在抽运功率为60 W时,获得最大输出功率为15 W,重复频率为53 MHz的皮秒脉冲输出,光-光转换效率为24%。在输出功率为15 W时脉冲宽度为45 ps。     

10kHz腔倒空锁模皮秒激光器研究

将半导体可饱和吸收体(SESAM)锁模技术与腔倒空技术结合,采用半导体端面抽运方式实现了具有高重复频率、大单脉冲能量的皮秒激光器的运转.从理论上分析了腔倒空锁模输出的机理,建立起腔倒空锁模激光器运行的物理图像,并对影响激光器倒空率的一些因素进行了研究.实验上,实现端面抽运Nd:YVO4晶体的SESAM连续锁模后,在锁模...     

脉冲单纵模激光器中标准具精度与选模性能

根据脉冲单纵模激光器中的关键器件F-P标准具的选模原理，定量分析了不同参数F-P标准具的加工厚度精度、角度放置精度以及腔长变化对激光器纵模选择性能产生的影响，得到了对不同参数标准具的光学厚度偏差进行补偿所需的角度偏移量，研究了入射角度对标准具中心波长偏移的影响。这些结果对于脉冲单纵模激光器的机械结构设计、器件加工允差与装配调节精度的设计具有重要意义。在线型腔F-P标准具选模激光器中，得到了最大单脉冲能量8.41 J，脉冲宽度32 ns，近衍射极限的单纵模激光脉冲输出。     

激光光斑照度的散射成像测量方法

微透镜阵列法是实现光束匀化的主要途径之一,通过改变成像透镜的光焦度,可在焦平面处得到大面积的均匀光斑。基于理论和实验分析了散射成像法的可行性,为了准确测量焦平面处光斑的照度,在考虑漫射板反射率及相机离轴角等影响因素的基础下,从张正友相机标定法出发,建立了图像灰度值与目标面光斑照度的数学关系;在实验中标定了漫反射板的双向漫反射分布函数,针对两种焦距的主积分透镜,测量了焦平面及附近位置处匀化光斑的照度分布。实验结果表明:当积分透镜焦距分别为300 mm和500 mm时,目标面处的激光通量基本一致,光斑大小与理论值基本接近;分别比较了两种情况下观察面离焦时光斑分布的变异系数,得到光束经微透镜后匀化效果最佳的位置。     

单光束多组分温室气体的腔衰荡光谱同步检测

腔衰荡光谱技术(CRDS)作为一种具有高灵敏度高光谱分辨率的检测方法已被广泛用于痕量气体检测。而目前基于CRDS痕量气体检测多针对单一气体进行测量或通过多个激光器产生的多光束进行多种组分气体浓度测量。利用DFB激光器波长可调谐特性，通过强弱吸收峰结合，使用单光束实现了多种温室气体的腔衰荡光谱技术同步检测。由于大气中水汽和二氧化碳浓度较高，为实现同一衰荡系统对三种温室气体的同步测量，在平衡吸收损耗的基础上，选取1 653~1 654 nm内甲烷的强吸收峰与水汽、二氧化碳的弱吸收峰进行测量。通过光谱叠加反演矩阵，分别得到甲烷、水汽、二氧化碳的浓度。在计算测量灵敏度过程中发现，通过去除衰荡过程初期的部分数据点(过滤区间)，会对噪声等效吸收系数产生影响。多数情况下，在测量灵敏度计算方面，列文伯格-马夸尔特算法(L-M)会优于离散傅里叶变换法(DFT)；但当衰荡曲线的单指数性下降时，上述结论不一定成立。搭建了一个低精细度(F≈6×103)衰荡腔对上述结论进行了实验验证。相较于用于测量温室气体浓度的高精细度衰荡腔(F≈1×105)，低精细度衰荡腔的衰荡速率较快，衰荡曲线的单指数性明显低于高精细度衰荡腔。实验表明，在过滤区间长度较短时，采用DFT算法计算得到的噪声等效吸收系数会小于L-M算法得到的结果。当过滤区间长度增加时，L-M算法得到的结果优于DFT算法。在受过滤区间长度影响方面，DFT算法的波动性要明显小于L-M算法。根据Allan方差分析，在512次采样平均(约8 s)下的最小噪声等效吸收系数进行计算，该CRDS装置测量灵敏度为2.4×10-10 cm-1。在25 ℃标准大气压下，对应甲烷、水汽、二氧化碳的测量灵敏度分别为0.64 ppbv，3.5 ppmv和4.0 ppmv。基于该CRDS装置，通过单光束多波长测量方法，利用光谱叠加反演矩阵，测得大气中甲烷、水汽、二氧化碳浓度分别为2.018，3 654和526 ppmv；而采用经典CRDS单波长测量得到的甲烷、水汽、二氧化碳浓度分别为2.037，3 898和630 ppmv。通过与温控调节波长，逐点扫描得到的光谱吸收曲线进行对比，采用多波长测量得到气体浓度进行复合拟合的光谱曲线残差小于单波长测量得到气体浓度进行简单拟合的光谱曲线残差。     

150fs～10ps脉宽下熔石英激光损伤的仿真与分析

基于约化电子数密度增长速率方程,建立了熔石英导带电子数密度随脉冲持续时间变化的模型。利用电子数临界密度这一概念,得到了150fs~10ps脉宽下,熔石英激光损伤阈值范围。分析表明,5~10ps,雪崩电离仍然起主要作用,而光致电离提供的初始电子使雪崩电离不再依赖材料原有的初始电子;当脉宽减小到约为4ps时,光致电离与雪崩电离作用相等;之后,光致电离起主要作用。通过仿真出的损伤阈值拟合,得到了该脉宽区间下新的脉宽定律:熔石英的损伤阈值正比于脉宽的0.38次方;考虑温度对熔石英损伤阈值的影响,熔石英的损伤阈值正比于脉宽的0.34次方。     

全固态被动调Q皮秒激光技术研究进展

全固态被动调Q激光技术在产生皮秒脉冲方面有较快发展。与锁模激光器相比,被动调Q皮秒激光器成本低、结构简单、易于校准光路,避免了锁模激光器结构复杂、机械敏感度高、光路校准困难等缺点,并且同样能够输出单脉冲能量可观、重频合适的皮秒量级短脉冲,因此拥有较高的实用价值。本文讨论了全固态被动调Q皮秒激光技术领域的两种典型技术路线以及对调Q皮秒脉冲输出的后续处理技术,包括非线性技术和激光放大技术等,并介绍了国内外相关研究团队在该领域所做的工作及其突破性进展。