多增益段串接的液体激光系统特性研究

液体激光系统在抑制热畸变方面具有突出优势,能实现长时间稳定的高能激光输出.在液体激光系统中,常规双侧抽运的激光增益分布呈现边缘很强、中间较弱的特点,难以获得单横模激光输出,限制了光束质量.介绍了一种多增益段串接的液体激光系统,其抽运方式介于侧面抽运和端面抽运之间,然后对其增益分布和激光能量传输效率进行了数值模拟.数值模拟表明多增益段串接的液体激光系统能产生近似于高斯型增益分布,激光光束质量很高;同时该多增益段串接的液体激光系统的腔内传输损耗较小,激光能量转换效率可达30%以上.     

二极管双侧抽运横流连续液体激光系统性能模拟

为解决无机液体激光系统的热效应问题,采用激光二极管双侧抽运横向流动的Nd3 :POCl3:ZrCl4溶液以很好地减小热效应,实现液体激光系统高功率高光束质量输出。建立了液体激光理论模型,分析了工作参量对系统能量转换效率与介质热效应的影响;模拟了系统在不同吸收系数和不同流速下的能量转换效率,远场光斑分布以及激光束亮度分布。模拟结果表明:采用二极管作为抽运源可以获得很高的能量转换效率,而且光束质量较好;在给定抽运体积和抽运强度为800 W/cm2时,介质的吸收系数位于2.5~3.0 cm-1,流速约为25 m/s时,输出功率与光束质量实现最佳匹配,激光束亮度最高,系统性能达到最佳。     

染料激光系统增益及放大特性的数值模拟和分析

通过数值模拟计算研究了ＤＤＩ和Ｒｈ８００两种染料的激光系统工作特性。在考虑时间和空间相关性的情况下给出了对应几种实际条件下的数值解，描述了ＡＳＥ与泵浦强度的关系及其对饱和增益的影响，同时也分析了该系统的激光放大特性。     

增益模块长高比对输出功率和提取效率的影响

为了得到HF化学激光器的增益发生器较佳的模块尺寸,研究了增益模块长高比对输出功率及放大级提取效率的影响。使用基于变换坐标系的有限差分方法,计算了主振荡功率放大器（MOPA）结构HF激光器不同增益模块长高比条件下的主振荡器输出功率、放大级提取效率及经放大后的输出功率。计算结果表明:对于MOPA结构HF激光器而言,当增益体积一定、小信号增益曲线相同时,随着增益模块长高比的减小,主振荡器输出功率和经放大级放大后的输出功率将有所增加,但放大级的能量提取效率将降低;当增益模块长高比已经较小(小于５)时,进一步降低长高比对激光器输出功率和放大级提取效率的影响微弱。     

增益模块长高比对输出功率和提取效率的影响

为了得到HF化学激光器的增益发生器较佳的模块尺寸,研究了增益模块长高比对输出功率及放大级提取效率的影响。使用基于变换坐标系的有限差分方法,计算了主振荡功率放大器（MOPA）结构HF激光器不同增益模块长高比条件下的主振荡器输出功率、放大级提取效率及经放大后的输出功率。计算结果表明：对于MOPA结构HF激光器而言,当增益体积一定、小信号增益曲线相同时,随着增益模块长高比的减小,主振荡器输出功率和经放大级放大后的输出功率将有所增加,但放大级的能量提取效率将降低;当增益模块长高比已经较小(小于５)时,进一步降低长高比对激光器输出功率和放大级提取效率的影响微弱。     

1064 nm激光抽运单模光纤受激喇曼散射的理论分析

基于已有理论模型,利用1 064 nm 连续波抽运源在不同抽运光强下对不同长度光纤抽运所产生的受激喇曼散射现象进行数值模拟,并对模拟结果作了分析.研究发现:发生受激喇曼散射现象时,抽运光强和光纤长度发生兑换;能量红移现象普遍存在,包括同阶Stokes光谱内部和不同阶的Stokes光谱之间.抽运光强越大,能量红移现象越明显.     

光泵亚毫米波激光的理论模型及计算方法(Ⅱ)--多能级分子系统的激光增益系数

为了便于对光泵亚毫米波激光进行理论计算,从量子系统的密度矩阵方程出发,分别详细推导了三能级和四能级分子系统的激光增益系数表达方式以及多组独立三能级系统的增益迭加原理.     

外延单片式激光二极管抽运被动调Q微激光器

基于液相外延工艺,实现了一种结构新颖的单片式被动调Q微片激光器。采用了在激光介质Nd3 ∶YAG表面直接液相外延生长一层具有饱和吸收特性的Cr4 ∶YAG膜的微谐振腔的结构,由于是同质外延生长过程,能够确保饱和吸收体与增益介质间(Nd3 ∶YAG/Cr4 ∶YAG)良好的界面特性。采用光纤耦合激光二极管,在激光二极管输出为1W的抽运条件下,实现了峰值功率近千瓦、稳定重复频率在4kHz以上、脉宽1.8ns、TEM00单横模式、波长1.064μm的调Q脉冲序列输出。在对新型单片式微激光器的性能报道的基础上,阐述了外延单片式结构及其相应工艺的潜在优势。     

The Spectral Intensity of the Plasma of Single and Double Laser Pulses

We compare radiation of plasma flares produced on exposure of metals to laser radiation in a monopulse generation mode in the case of single and double pulses with change in air pressure. For double pulses, we established an increase in the duration and intensity of the radiation of spectral lines and also an analogy between the change in their intensities and those of single pulses obtained at a reduced air pressure.     

低增益准分子激光最佳透射率的研究

对于激光系统性能而言,谐振腔最佳透射率具有非常重要的作用。低增益、宽带脉冲准分子激光的最佳透射率条件与其激光抽运脉冲引起的增益脉宽有密切关系。提出了在激光四能级系统速率方程的基础上模拟低增益准分子激光的跃迁行为。并利用合理的近似,研究低增益脉冲准分子激光谐振腔的最佳透射率。给出了其在不同增益脉宽情况下统一的最佳透射率条件,并分析了以小信号增益系数为函数的最佳透射率变化规律。所得到的结论为：低增益、宽带脉冲准分子激光的最佳透射率情况和连续激光器有所不同。而是取决于增益脉宽和光子寿命之间的关系。上述结论得到了相应实验研究结果的证实。     

采用双液晶空间光调制器的激光立体显示方法研究

利用激光的高亮度、高方向性和液晶空间光调制器的光强可调制特性和旋光特性,提出了一种新的激光立体显示方法。阐述了该方法的基本原理,设计了相应的实验系统,获得了较为满意的立体显示效果。由于该立体显示方法采用全电子时序控制,无需复杂的机械扫描控制,系统结构简单,程序可控性好,在长景深、大屏幕立体显示领域具有较好的应用前景。     

Theoretical and Experimental Investigations of Diode-Pumped Tm:YAG Laser in Active Mirror Configuration

Based on the rate-equations of quasi-three-level lasers, we analyzed the threshold and the output power of longitudinally pumped Tm:YAG lasers in an active mirror configuration. In contrast to one-pass pumping, two-pass pumping in this configuration will result in a 24% decrease in threshold and 16% increase in slope efficiency. Using a 3-W diode-laser pumping in the active mirror configuration, we demonstrated a CW Tm:YAG laser and obtained 735 mW output power with a slope efficiency up to 49%. Using a Ti:sapphire laser to pump the same device, the threshold power was further reduced and the slope efficiency reached 59%.     

小发散角垂直腔面发射激光器的设计与制作

针对垂直腔面发射激光器单管及列阵器件较大的远场发散角,对大直径单管器件及列阵单元器件的有源区中的电流密度分布进行了模拟计算,分析了器件高阶横模产生的原因.分别采用优化p面电极直径和镀制额外金层结构来抑制单管及列阵器件远场光斑中的高阶边模,所制作的氧化孔径为600 μm的单管器件的远场发散角半角宽度从30°降低到15°;...     

Single Longitudinal－mode with Pulsewidth Adjustable Ability Double Frequency Nd：YAG Laser System

ＳｉｎｇｌｅＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ－ｍｏｄｅｗｉｔｈＰｕｌｓｅｗｉｄｔｈＡｄｊｕｓｔａｂｌｅＡｂｉｌｉｔｙＤｏｕｂｌｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＮｄ：ＹＡＧＬａｓｅｒＳｙｓｔｅｍ￥ＬＩＹｕｌｉｎ；ＪＩＺｈｏｎｇｙｉｎｇ；ＷＡＮＧＺｈｅｎｇｒｏｎｇ；ＬＩＧｕ...     

激光二极管泵浦的Nd：YVO4单频绿光激光器

对激光二极管泵浦单频连续运行的Ｎｄ：ＹＶＯ４腔内倍频激光器进行了理论和实验研究，通过精密调控Ｎｄ：ＹＶＯ４，ＫＴＰ及泵浦泵温度以达到有关参数的最佳匹配，从而获得了较稳定的单横模，单纵模，单偏振的绿光输出，实测最大单频录光功率为７．５ｍＷ，此时会聚磁浦光功率约为４３０ｍＷ，已超过阈值泵浦功率１３倍以上。     

Influence of Nonlinear Gain and Nonradiative Recombination on the Quantum Noise in InGaAsP Semiconductor Lasers

Effects of nonlinear gain and nonradiative recombination on characteristics of intensity and phase noises of InGaAsP lasers emitting in a wavelength of 1.55 Μm are investigated. The investigations are performed based on a self consistent numerical approach that takes into account the cross correlation of fluctuations among the injected electron number, photon number and the optical phase. Time variations of the fluctuations of the intensity and the shift of the lasing frequency are statistically analyzed. The corresponding frequency dependencies of intensity and frequency noises are characterized. The results show that both intensity and frequency noises around the relaxation frequency are suppressed when counting the nonlinear gain in the rate equations. The intensity noise is enhanced in the low frequency regime by increasing the nonradiative recombination. The results fit well with those predicted by the small-signal analysis.