Nd:YAG板状激光器的理论和实验研究

本文对Nd:YAG板状激光器进行了理论和实验研究。给出了板状介质在重复率泵浦和连续泵浦情况下的温度分布和应力状态的解析解,对板的热效应进行了分析与讨论。并用一块9×30×70mm~3的Nd:YAG板状材料,对其热效应进行了测量与分析。实现了“之”字形光路板状激光器的高重复率运转,在50Hz时,输出能量约600mJ,平均功率30W。     

百瓦级板状扩散冷却型CO2激光器研制成功

最近十年来以扩散冷却为特征的横向射频激励ＣＯ２激光器发展非常迅速，有取代传统工业用ＣＯ２激光器的趋势。国际上，目前已有几瓦到几百瓦的系列产品，千瓦级产品也正在开发中。此类激光器完全摒弃了流动冷却的束缚，不再需要高速风机和庞大的热交换器、结构大为简化。...     

大晶格替代型激光晶体GGG的拉曼散射研究

新的大晶格替代型激光晶体Gd_3Ga_(5-x-y)Mg_xZr_yO_(12)和Gd_(3-x)Ca_xGa_(5-y-x)Mg_yZr_xO_(12)的拉曼光谱最近已研究过。与不替代的Gd_3Ga_5O_(12)晶体的拉曼光谱相比很明显的拉曼谱线增宽表现了与非晶不同的一种无序性。这种无序性对于荧光谱线均匀宽度的影响的研究,可能对理解激光晶体的发光性质是很重要的。     

Nd:GGG晶体荧光寿命的测试

针对Nd:GGG激光器,介绍了荧光寿命测试原理,设计了低频窄脉宽荧光寿命测试系统.该系统由光源、光路系统、驱动电路和探测系统等几部分组成.利用脉冲取样技术测试了Nd:GGG晶体的荧光寿命约为250μs左右.     

板条固体激光器热稳特性的研究

本文报道板条激光器的热稳运行,在150W至10000W的泵浦功率下输出发散角基本保持不变,最大输出功率大于150W;并绘出了腔内插入柱面镜,以压缩输出激光发散角的初步结果.     

Nd∶GGG晶体荧光寿命的测试及受激发射截面的计算

介绍了荧光寿命的测试原理。设计了荧光寿命测试系统。利用脉冲取样技术测试了Nd∶GGG晶体的荧光寿命,约为250μs。采用英国的荧光光谱仪,在室温条件下,用波长为488nm的Ar离子激光器激发Nd:GGG晶体,获得了Nd:GGG晶体的荧光光谱,计算出的Nd∶GGG晶体的受激发射截面σ(λ)为21.57×10-20cm2。     

用于激光二极管抽运固体激光器热畸变补偿的微变形镜特性研究

在很多高功率的激光器中,由于热效应的缘故会导致激光器的光束质量大幅下降。为了改善激光光束的动态畸变,自适应光学是一种有效的方法。作为自适应光学系统的核心部件,设计了一种可用于大功率激光二极管抽运固体激光器(DPL)热畸变补偿的新型可变形反射镜,并且通过工艺流片实际制造出有效反射面积为30 mm×30 mm,拥有49个静电驱动单元的可变形反射镜。对该微机电系统(MEMS)微变形镜的变形特性进行了详细的理论分析和模拟研究,并和实际测量结果进行了比较,得到了满意的结果。为了实现闭环控制,对微变形反射镜的光学影响函数矩阵进行了全面测量,并用得到的电压矩阵对畸变激光光束的波前进行了校正。实验结果表明,微变形反射镜可以有效地改善激光光束质量。     

Nd:GGG晶体荧光寿命的测试及受激发射截面的计算

介绍了荧光寿命的测试原理.设计了荧光寿命测试系统.利用脉冲取样技术测试了Nd:GGG晶体的荧光寿命,约为250μs.采用英国的荧光光谱仪,在室温条件下,用波长为488nm的Ar离子激光器激发Nd:GGG晶体,获得了Nd:GGG晶体的荧光光谱,计算出的Nd:GGG晶体的受激发射截面σ(λ)为21.57×10-20cm2.     

热容型大功率半导体激光器瞬态热特性

为研究热容型大功率半导体激光器在低环境温度、高瞬时功率、长工作间歇时间条件下的应用,建立三维瞬态热传导模型,通过有限元法计算得出热沉三维尺寸对半导体激光器瞬态热特性的影响。选取尺寸为26.6 mm×11.5 mm×4 mm的热沉进行热容型半导体激光器的封装测试,获得其在-20℃和-30℃环境温度下连续工作3.5 s过程中有源区温度随时间的变化曲线,并与数值计算的结果进行对比。结果表明,两者在误差范围内能够很好地吻合。     

15W光子晶体光纤激光器的研究

利用光子晶体光纤在原来输出功率3 4W的基础上,研制成功了激光输出15W的光子晶体光纤激光器,实验装置为典型的F P腔结构,分别采用二色镜和光纤端面作为高反射腔镜和激光输出腔镜 一端二色镜紧贴光纤的入射端面,它对1 0 5 μm～1 1μm波段信号光的反射率大于99% ,对976nm泵浦光透射率为93% ;另一端利用光纤端面4 %Fresnel反射作为输出端反馈与二相色镜构成了线形谐振腔 实验采用掺Yb3+ 双包层光子晶体光纤,长度为2 0m 内包层为2 0 0 μm ,外包层为380 μm ,Yb2 O3浓度为1 5mol % 当泵浦功率为6 0W时,获得了15W 1 1μm的激光输出 15W光…     

Dependence of curvature type of thermal lensing on number of bounces in a zigzag slab laser: numerical modeling

The curvature type of the thermal lens generated in a zigzag slab laser is numerically analysed. It is found that the curvature type of the thermal lens varies alternatively between the convex and the concave lenses with the number of bounces of light within the slab, which can be well explained by the trace of the zigzag propagation. In addition, we conclude that the beamlet with a larger number of bounces experiences weaker thermal lensing but more serious wavefront deformation due to the large side lobe portion in the curve of optical path difference.     

板条侧面绝热技术研究

分析了当侧面绝热不彻底时所带来的侧向温度梯度对板条光程畸变造成的影响,提出采用吸收材料吸收板条的自发辐射,控制吸收材料的温升使之与板条中心的平均温度相同的方法来实现板条侧面绝热,并给出了“隔热层+吸收层+铜热沉”的绝热结构的设计方法。板条热透镜效应实验结果表明,在500Hz重复频率下,未装绝热结构的板条热焦距为0.78m,而装有绝热结构的板条的热焦距为1.93m,热聚焦大为改善。     

激光板条设计

侧面光泵的固体激光工作介质采用端面为布儒斯特角的板条形状有许多优点。文章推导了确定板条结构参数的一组公式，讨论了厚度对泵浦光透射损失的影响，认为厚度不宜小于吸收深度。对于ＹＡＧ 之类高折射材料，尖角内是没有振荡光束通过的，可以磨掉。相应地长度应加大０－１３ 倍厚度。     

板条侧面绝热技术研究

 分析了当侧面绝热不彻底时所带来的侧向温度梯度对板条光程畸变造成的影响，提出采用吸收材料吸收板条的自发辐射，控制吸收材料的温升使之与板条中心的平均温度相同的方法来实现板条侧面绝热，并给出了“隔热层+吸收层+铜热沉”的绝热结构的设计方法。板条热透镜效应实验结果表明，在500Hz重复频率下，未装绝热结构的板条热焦距为0.78m，而装有绝热结构的板条的热焦距为1.93m，热聚焦大为改善。     

板条固体激光器的三维瞬态热分布

本文建立了有限几何尺寸板条激光介质的三维温度分布模型.在普遍情况下,推导出温度分布的解析式.由此便于分析板条温度分布和泵浦参数、激光介质等的依赖关系.借助计算机进行的数值计算,证实了理论结果.     

High power Nd:YAG slab laser sidepumped by diode laser array

ＨｉｇｈｐｏｗｅｒＮｄ：ＹＡＧｓｌａｂｌａｓｅｒｓｉｄｅｐｕｍｐｅｄｂｙｄｉｏｄｅｌａｓｅｒａｒｒａｙＣＨＥＮＹｏｕｍｉｎｇ；ＺＨＯＵＦｕｚｈｅｎｇ；ＨＵＷｅｎｔａｏ；ＬＩＺｈｉｓｈｅｎ；ＹＡＮＧＸｉａｎｇｃｈｕｎ；ＷａｎｇＺｈｉｊｉａｎｇ（Ｓｈａｎ...     

固体激光器热透镜效应的调控

利用工作腔的热透镜模型, 分析了有激光发射下固体激光器的谐振腔配置对热透镜效应和稳定区的影响, 论述了通过改变谐振腔配置调控热效应的可行性.实验上, 使用一台Nd: YAG激光器对理论作了验证, 实现了对热透镜光焦度及稳定区分布的调控.     

Investigation on the hydrodynamics of slab x-ray laser plasma by nonuiform line focused laser irradiation

Based on the two-dimensional model,this paper compares the hydrodynamics of slab x-ray laser plasma produced by different nonuniform line focused irradiations.It finds that the average intensity and the duration of laser pulse and the overall shape of the intensity distribution in the focal line have different influences on the plasma.Calculations show that the evolution of temperature variation is more sensitive to the pulse duration and the electron density variation is more sensitive to the pulse intensity.Pulses with duration of 200 ps to 500 ps and with intensity of 0.2 TW/cm 2 to 1.0 TW/cm 2 are proved acceptable in slab x-ray lasers.     

流体直接冷却薄板条介质温度及应力的解析表达

基于对流传热和热传导原理, 建立了流体直接冷却均匀抽运薄板条激光工作介质的热效应分析模型, 采用平面应力近似和最小功原理, 得到了板条工作介质内部温度分布和应力分布的解析表达式. 研究了不同流道厚度时对流热交换系数和冷却液温升与流体流速的关系, 分析了流道厚度对工作介质的温度分布和应力分布的影响规律, 讨论了之字形和直通光路时, 热致波前畸变随产热功率的变化趋势. 结果表明: 层流和湍流时, 较厚的流道可以实现更好的热管理效率; 增益介质中的热分布关于中心平面对称, 纵向最大温升出现在出水口端, 最大应力畸变集中在板条两端及其侧边; 流道厚度较大时, 工作介质更易形成一维的温度梯度, 产生的应力更小; 之字形光路可以明显缓解热光效应导致的波前畸变.