板条激光放大器中寄生振荡的研究

寄生振荡的存在使得放大器在信号光到达之前消耗了大量的反转粒子数,降低了放大器的激光增益和储能效率,严重地影响了激光放大器的性能,尤其对高功率激光放大器。在理论分析和实验研究的基础上,以Nd∶YAG晶体板条为例,用8条半导体激光阵列对晶体进行双侧抽运,研究了高功率激光放大器的寄生振荡现象,分析了板条晶体寄生振荡产生的原因,并详细比较了晶体在不同的抽运功率和表面处理下的放大效果,得到了2倍的单程放大,当输入能量为140 mJ时,获得了278 mJ的激光输出。     

光子晶体光纤放大器增益特性的实验研究

 采用掺Yb³⁺双包层光子晶体光纤作为放大器的增益介质,在双端泵浦方式下,理论并实验研究了不同信号光时放大器的增益特性。在双端泵浦方式下,泵浦总功率为150.2 W、信号光功率为6 W时,获得了72 W的功率输出,斜率效率达到了60%。实验发现当泵浦总功率超过一定值时,由光纤端面反射形成的振荡腔引起放大器寄生振荡,并由于各种非线性效应出现了自脉动现象,影响了输出功率的进一步提高。     

镱、钠共掺的氟化钙晶体在1050nm的可饱和吸收作用

通过在稳定连续波运转的Yb:YAG 激光器中插入不同掺杂浓度的新型钠、镱共掺的氟化钙晶体的对比性实验,证明了镱、钠共掺的氟化钙晶体在1050nm具有明显的可饱和吸收作用,从而解释了该晶体作为增益介质在该波段总是趋于自调Q运转的原因.Yb³⁺离子是该晶体可饱和吸收作用的主要因素,但是共掺入适当的Na离子可以明显改善晶体的调Q效果.优化共掺镱、钠离子的浓度和比例后的氟化钙晶体能够作为1050nm波段激光器的被动Q开关. 关键词： 镱、钠共掺氟化钙 可饱和吸收体 调Q     

空气包层大模场面积掺镱光子晶体光纤研究

采用改进的化学气相沉积法和气相液相混合掺杂技术制备大芯径掺镱石英光纤预制棒, 以此作为有源纤芯制备了纤芯直径约90 μm的掺镱双包层光子晶体光纤, 纤芯组分为镱铝磷共掺.双包层光子晶体光纤的模场面积约1330 μm², 纤芯数值孔径0.065,包层数值孔径0.5.首次实现了国产掺镱光子晶体光纤的高功率高效率激光输出, 1 m长的光子晶体光纤激光器实现102 W 激光输出,斜率效率76%.     

掺钇钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究

通过透射谱、X射线激发发射谱（XSL）的测试，研究了Bridgman法生长的掺钇钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱（PAT）和X光电子能谱（XPS）实验手段，对掺钇钨酸晶体的微观缺陷进行研究。实验表明，钇掺杂能够提高钨酸铅晶体的发光快成分比例，并使得晶体中的正电子俘获中心浓度下降，低价氧浓度下降。提出掺钇钨酸铅晶体中钇的掺杂主要以Y^3 占据VPb的形式存在。Y^3 占据VPb可能是钨酸铅晶体吸收边得到改善的原因，而由于晶体内低价氧浓度的减少，作为绿光发光中心的（WO3＋O^-)基团的减少可能会使发光快成分比例有所增加。     

同成分掺镁铌酸锂晶体紫外光致吸收阈值效应的研究

研究了同成分掺镁铌酸锂晶体中的紫外光致吸收效应。通过对不同掺Mg浓度铌酸锂晶体的紫外光致吸收系数和双色存储灵敏度的测量,发现同成分掺镁铌酸锂晶体的紫外光致吸收效应具有Mg离子浓度阈值效应。只有当掺Mg摩尔分数大于3．0％时,从近紫外一直延伸到近红外波段的紫外光致吸收效应才显示出来。这一Mg离子浓度阈值效应进一步为双色存储灵敏度的测量结果所证实。该浓度阈值小于掺镁铌酸锂晶体抗光损伤效应的摩尔分数阈值4．6％。这种紫外光致吸收现象可能和掺镁铌酸锂晶体中反位铌NbLi浓度的急剧减少基本消失有关。     

激光二极管泵浦Nd∶YAG 946nm激光器及倍频研究

提出如何克服准三能级再吸收损耗和抑制寄生振荡实现LD泵浦的Nd∶YAG 946nm激光器.在室温下946nm连续输出大于120mW,斜率效率接近10%,同时采用KNbO3晶体实现了腔内倍频的蓝色激光输出.对实验结果进行了分析并提出了改进措施.     

OH~-吸收带作为铌酸锂晶体缺陷结构的探针

本文报道了一组不同Li/Nb比和另一组不同掺Mg浓度的LiNbO_3晶体室温OH~-吸收带的实验结果,观察到OH~-吸收带的三峰结构及其随Li/Nb比的变化,以及重掺Mg晶体中(6mol％MgO)OH~-吸收带转变为双峰结构,并向高能端移动54cm~(-1)。根据LiNbO_3的晶体结构以及Abrahams和Smyth的缺陷结构模型,对化学计量晶体、一致熔化晶体和掺Mg晶体分别进行讨论。并提出重掺Mg晶体中OH~-吸收带向高能端的移动可能是由于当掺Mg浓度超过阈值后Mg~(2+)离子开始进入Nb位而引起的。     

掺钇钨酸铅晶体缺陷的理论研究

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法，计算了掺钇PbWO₄ 晶体中多 种相关缺陷的电荷分布和不同团簇缺陷结合能，由能量最低原理发现［2(Y³⁺Pb)-V″_Pb］缺陷在各相关缺陷形式中最为稳定.并运用过渡 态方法计算了轨 道跃迁的激发能，算出掺Y后晶体中O2p→Y4d的跃迁能量为3.9eV，表明掺Y不会引起晶体中3 50nm和420nm吸收.从掺Y对PbWO₄晶体电子结构的影响来看，其作用机理与掺La 的情况也有较大差异. 关键词： 4晶体')" href="#">PbWO₄晶体 密度泛函 掺Y 态密度分布     

掺杂对铌酸锂晶体非挥发全息存储性能的影响

通过研究掺镁、掺锌和掺铟同成分铌酸锂晶体的紫外-红光双色全息存储性能,发现双色记录响应时间均比单色记录时明显缩短,最多的可减小3个数量级;双色记录灵敏度大幅度提高,在掺镁5 mol.%的晶体中可达到11 cm/J.在掺杂浓度超过抗光损伤阈值的铌酸锂晶体中,均可实现非挥发全息存储.但是,在掺镁、锌样品中,深、浅能级中心上的光栅反相,而在掺铟样品中则表现为同相.这是由于掺杂离子的种类不同,在铌酸锂晶体中形成的缺陷中心也不同所引起的. 关键词： 掺杂 铌酸锂晶体 非挥发 全息存储     

大口径掺钛蓝宝石晶体放大的实验研究

 分析了口径为80 mm的钛宝石晶体内的增益特性,对大口径钛宝石晶体中的泵浦光能量密度和泵浦光口径进行了优化设计。对于80 mm×17 mm的晶体,最佳工作光束口径为55 mm,泵浦能量为50 J;对于80 mm×30 mm的晶体,最佳工作光束口径为60 mm,泵浦能量为90 J,且其横向小信号增益远小于80 mm×17 mm晶体的。对影响大口径钛宝石晶体放大的横向放大自发辐射（ASE）和寄生振荡采用折射率匹配的包边技术进行了抑制。实验表明,该方法把允许横向增益从13提高到了2 100。实验系统为100 J绿光台面泵浦激光器,100 TW主放大器采用四程空间构型放大光路。80 mm×17 mm钛宝石晶体c轴水平放置,泵浦光和主激光均为水平偏振。当以泵浦光能量为49 J对主放大器进行双端泵浦,注入信号光能量为1.2 J,光束口径60 mm时,获得了14.2 J的放大光输出和286 TW的最高峰值功率。     

高效连续波钛宝石激光器的优化设计及实验研究

运用ABCD律及自再现条件对钛宝石线性腔的折叠角进行了优化,从而大大提高了钛宝石晶体中光束束腰的耦合效率同时实验上对连续钛宝石激光器进行了研究,采用20mm长的钛宝石晶体和10%输出耦合镜,并运用优化后的折叠角,最终用全线氩离子激光器泵浦的连续波钛宝石激光器的斜率效率高达34.2%,在泵浦功率为7.7W下,连续钛宝石激光器输出功率达1.89W.     

Ti^3＋离子浓度对掺钛蓝宝石激光器输出特性的影响

首次从理论上研究了掺钛蓝宝石晶体中Ｔｉ＾３＋离子浓度对脉冲式激光泵浦的掺钛蓝宝石激光器的输出特性的影响，并用五种不同Ｔｉ＾３＋离子浓度的掺钛蓝宝石晶体进行了实验研究，实验结果与理论符合得较好。     

Laser-induced damage threshold of sapphire in nanosecond, picosecond and femtosecond regimes

The surface laser-induced damage threshold fluence of sapphire is determined under various experimental conditions concerning the material irradiation (femtosecond, picosecond and nanosecond temporal regimes) and preparation (surface state). The results are of interest for optimising laser micromachining processes and for robust operation of high-peak power femtosecond Ti:sapphire laser chains.     

采用飞秒光纤激光同步泵浦的自启动锁模钛宝石激光研究

针对常规连续激光泵浦钛宝石激光振荡器不能自启动锁模的缺点,采用倍频飞秒光纤激光同步泵浦,通过调节振荡器腔长与泵浦腔长匹配,实现了飞秒钛宝石激光的自启动锁模。实验中采用3.4 W的倍频掺镱光纤激光同步泵浦钛宝石激光振荡器,获得了平均功率大于130 mW、重复频率75 MHz、光谱宽度大于47 nm、脉冲宽度17 fs的锁模脉冲输出,不仅能够稳定可靠地实现自启动锁模,解决了常规钛宝石激光振荡器锁模启动的困难,而且还具有同步输出1040,800,520 nm三束飞秒激光的特点,为进一步开展飞秒激光相干合成以及光参量放大等研究提供了优势基础。     

Noise characterization of an all-solid-state mirror-dispersion-controlled 10-fs Ti:sapphire laser

We characterized the phase and amplitude noise of a mirror-dispersion-controlled 10-fs Ti:sapphire laser pumped by a frequency-doubled cw diode-pumped Nd:YVO₄ laser and compared with these of the Ti:sapphire laser pumped by an Ar-ion laser. The rms timing jitters and rms amplitude noise for the all-solid-state and Ar-ion laser pumped Ti:sapphire lasers are calculated to be 0.31 ps rms and 0.71 ps rms and 0.15% rms and 0.32% rms, in the frequency range from 20 kHz to 400 kHz, respectively. The phase and amplitude noise characteristics of the Ti:sapphire laser were greatly improved by using the diode-pumped solid state laser as a pump source.     

高效全固化紫外四倍频激光器的研究

用半导体激光器抽运的调Q YLF倍频激光器抽运掺钛蓝宝石激光器，用LBO晶体在腔内产生二次谐波，再聚焦到BBO晶体上产生四次谐波深紫外激光。为了提高谐波转换效率，在腔内分别插入了单片、组合双折射滤光片和聚焦透镜，在平均功率为3.6W，波长为527nm的抽运光下得到410mW，417nm的蓝光。用长焦距的透镜聚焦二次谐波，得到34mW，208nm的紫外脉冲激光。从实验上详细研究了基频光的线宽对二次谐波效率的影响，二次谐波的线宽对四次谐波效率的影响、基频光的波长对四次谐波产生效率的影响。全面地分析了单片和组合大拆射滤光片及抽运功率对钛蓝宝石激光器基频光的脉宽、线宽等参量的影响。     

掺钛蓝宝石与超短脉冲

 详细阐述掺钛蓝宝石晶体的物理化学与光谱特性，着重介绍了以掺钛蓝宝石晶体为激光介质的各种激光器件及关键技术。对国内外超短脉冲激光的产生与放大技术的发展历史、研究动态和应用前景也作了简单评述。     

Generation of radially polarized Ti:sapphire laser beam using a c-cut crystal

First, it is demonstrated that with a c-cut Ti:sapphire crystal the generation of a nonpolarized laser beam is possible, in contrast to the conventional a-cut Ti:sapphire crystal, which produces a linearly polarized beam. Second, the generation of a radially polarized Ti:sapphire laser beam is demonstrated in combination with a c-cut YVO(4) crystal used as a selector of radial polarization.     

Fluoride semiconductor saturable-absorber mirror for ultrashort pulse generation

We demonstrate what is to our knowledge the first ultrabroadband monolithically grown AlGaAs/CaF(2) semiconductor saturable-absorber mirror (SESAM) that covers nearly the entire gain spectrum of a Ti:sapphire laser. A large high-reflectivity bandwidth of more than 300 nm is provided by a device consisting of only six material layers. This fluoride SESAM had a modulation depth of 2.2%, a fast recovery time constant of less than 150 fs, and a slow recovery time constant of 1.2 ps. Using this SESAM inside a Ti:sapphire laser produced self-starting sub-10-femtosecond pulses.