激光平行平面有源腔自再现模的探求

实际的激光腔不可避免有增益介质的存在，同时，也不可能保证光强的泵浦分布是均匀的。这样光强分布的不均匀必然导致增益分布的不均匀，因此，在考虑自再现模时有考虑增益系数分布状态的必要。本文给出数学公式以及若干个增益分布模型的实例验证这种假设的可行性和合理性。     

高功率激光系统nm宽带激光脉冲传输特性

对高功率激光系统采用宽带激光消除菲涅耳衍射问题进行了研究,指出只有数百nm的宽带啁啾光脉冲才对近场衍射有一定的平滑作用,数nm的宽带啁啾光脉冲对近场衍射几乎没有平滑作用;同时,还对宽带啁啾光的B积分表征方式和最快增长频率问题进行了研究,并与原型装置上开展的窄带脉冲、宽带啁啾堆积脉冲的非线性实验结果进行了对比研究,指出以最大B积分或加权B积分反映非线性自聚焦更为准确。研究还表明,在数nm,ns情况下最快增长频率与窄带激光脉冲的差别不大。     

高功率激光系统nm宽带激光脉冲传输特性

对高功率激光系统采用宽带激光消除菲涅耳衍射问题进行了研究,指出只有数百nm的宽带啁啾光脉冲才对近场衍射有一定的平滑作用,数nm的宽带啁啾光脉冲对近场衍射几乎没有平滑作用;同时,还对宽带啁啾光的B积分表征方式和最快增长频率问题进行了研究,并与原型装置上开展的窄带脉冲、宽带啁啾堆积脉冲的非线性实验结果进行了对比研究,指出以最大B积分或加权B积分反映非线性自聚焦更为准确。研究还表明,在数nm,ns情况下最快增长频率与窄带激光脉冲的差别不大。     

X波段高功率微波选模定向耦合器

高功率、长脉冲是高功率微波技术发展的趋势,提高微波器件的功率容量成为一项重要的任务,使用过模器件可以有效提高微波源的功率容量,然而却会带来微波源中同时存在多种模式的问题。为了识别一个X波段长脉冲过模高功率微波源的输出主模TM01模式,设计了一种在线选模定向耦合器,进行了理论分析和模拟优化设计。当频率范围为9.2~9.6 GHz时,模拟结果显示该选模耦合器对TM01模的耦合度为-54 dB,在400 MHz带宽内定向性大于35 dB,对TM02模的抑制度大于15 dB,功率容量可达到3 GW以上。     

X波段高功率微波选模定向耦合器

高功率、长脉冲是高功率微波技术发展的趋势,提高微波器件的功率容量成为一项重要的任务,使用过模器件可以有效提高微波源的功率容量,然而却会带来微波源中同时存在多种模式的问题。为了识别一个X波段长脉冲过模高功率微波源的输出主模TM01模式,设计了一种在线选模定向耦合器,进行了理论分析和模拟优化设计。当频率范围为9.2~9.6 GHz时,模拟结果显示该选模耦合器对TM01模的耦合度为-54 dB,在400 MHz带宽内定向性大于35 dB,对TM02模的抑制度大于15 dB,功率容量可达到3 GW以上。     

高功率激光装置的线性传输特性

在菲涅耳数的基础上重新定义了衍射特征量,并将其定义扩展至聚焦或发散光路,定义了一个光学系统中各光学元件衍射特征量的符号。通过全新的定义和扩展,研究了波前畸变对近场调制度的影响以及正弦调频光谱色散平滑光束衍射传输引入的幅频调制的大小。以神光-Ⅲ主机主放大级为例,研究了元件波前畸变对近场调制度的影响以及正弦调频光谱色散平滑光束衍射传输引入的幅频调制的大小。衍射特征量与能流分布F相结合,可以作为评价高功率激光装置线性传输效应的一项受限指标,指导高功率激光装置的设计。     

高功率激光装置的线性传输特性

在菲涅耳数的基础上重新定义了衍射特征量,并将其定义扩展至聚焦或发散光路,定义了一个光学系统中各光学元件衍射特征量的符号。通过全新的定义和扩展,研究了波前畸变对近场调制度的影响以及正弦调频光谱色散平滑光束衍射传输引入的幅频调制的大小。以神光-Ⅲ主机主放大级为例,研究了元件波前畸变对近场调制度的影响以及正弦调频光谱色散平滑光束衍射传输引入的幅频调制的大小。衍射特征量与能流分布F相结合,可以作为评价高功率激光装置线性传输效应的一项受限指标,指导高功率激光装置的设计。     

异面腔四频差动激光陀螺的智能选模

针对异面腔四频差动激光陀螺(DILAG)工作模式不确定性和跳模对其性能的负面影响,提出了根据开机时腔体温度快速选择最优初始模的智能选模方法。分析了纵模阶数对DILAG的零偏和比例因子的影响以及跳模的危害,指出选择最优初始模是在现有基础上进一步提高DILAG性能的重要方法。通过温度实验做出了最优模相应的压电换能器(PZT)驱动电压随温度的变化曲线,为建立选模模型提供了基本依据。实验表明,智能选模使腔长控制系统加电后能快速稳定在最优初始模,减小了跳模几率,提高了腔长控制电路的鲁棒性和自适应性,对改善DILAG的性能、可靠性具有实用价值。     

采用阵列波带片波前传感的激光波前重构

 在高功率激光系统，激光束小尺度相位畸变波前探测是实现激光束中频段波前补偿与控制的重要前提。采用阵列菲涅耳波带片作为激光束波前传感的子孔径分割器，利用区域重构的Southwell模型进行波前重构。并针对波前传感器子孔径数目、小尺度相位畸变波前的参数对波前重构精度影响进行分析与模拟计算，给出了阵列菲涅耳波带片合理的子孔径数目，为20×20～30×30；对小尺度相位畸变，激光束波前的重构误差小于十分之一波长。     

紧凑型菱形缝隙V波段过模圆波导选模耦合器

设计了一种用于测量V波段过模高功率毫米波源在线功率的选模耦合器。利用小孔耦合理论和微元法对菱形耦合缝隙进行了理论分析,采用两组相同的菱形耦合缝隙实现选模功能,缩短了耦合器长度,增加了工作带宽。采用数值模拟的方法对耦合器结构进行优化设计,模拟结果表明：在60 GHz频点处,TM01模耦合度约为50 dB,TM02模耦合度仅为75 dB,对TM02模的抑制度为25 dB;在500 MHz带宽内对TM02模的抑制度大于15 dB,1 GHz带宽内的抑制度大于10 dB,可满足工作于TM01模的V波段高功率毫米波测试需求。同时针对工作于高次模TM0n（n=2,3,4,）的器件设计了可抑制TM01模的耦合器,为高次模工作的高功率毫米波器件的在线功率测量和模式诊断提供了技术方案。     

A New Resonator With A Non─misaligned FourMirorReflectorAndItsEfectOnBeamQualityImprovementOfHighAveragePowerNd：YAGLasers

ＡＮｅｗＲｅｓｏｎａｔｏｒＷｉｔｈＡＮｏｎ─ｍｉｓａｌｉｇｎｅｄＦｏｕｒＭｉｒｏｒＲｅｆｌｅｃｔｏｒＡｎｄＩｔｓＥｆｅｃｔＯｎＢｅａｍＱｕａｌｉｔｙＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＯｆＨｉｇｈＡｖｅｒａｇｅＰｏｗｅｒＮｄ：ＹＡＧＬａｓｅｒｓＣ．Ｍ．Ｚｈａｏ，Ｇ...     

大功率半导体激光器发展及相关技术概述

激光被称为"最快的刀"、"最准的尺"、"最亮的光",与原子能、计算机、半导体并称为20世纪新四大发明.大功率半导体激光器在工业加工、医疗美容、光纤通信、无人驾驶、智能机器人等方面有着广泛的应用.如何实现大功率半导体激光光源,一直以来都是国际的研究前沿和学科热点.为此,简述了大功率半导体激光器的发展历史,综述了大功率半导...     

High Average Power Near‐Infrared Few‐Cycle Lasers

Ultra‐short laser pulses with only a few optical cycles duration have gained increasing importance during the recent decade and are currently employed in many laboratories worldwide. In addition, modern laser technology nowadays can provide few‐cycle pulses at very high average power which advances established studies and opens exciting novel research opportunities. In this paper, the two complementary approaches for providing few‐cycle pulses at high average power, namely optical parametric amplification and nonlinear pulse compression, are reviewed and compared. In addition, their limitations and future scaling potential are discussed. Furthermore, selected applications particularly taking advantage of the high average power and high repetition rate are presented.     

Real Time Gas Flow Control and Analysis for High Power Infrared Gas Lasers

The composition of various gas effluents and their flow parameters viz. flow rate, pressure and Mach number are very crucial in determining the output of high power infrared gas lasers. PC based real time gas Flow Control and Analysis (FCA) System which is the heart of the high power infrared gas lasers such as CO₂ Gas Dynamic Laser (10.6m), Hydrogen Fluoride-Deuterium Fluoride (2.7–3.4m) and Chemical Oxygen Iodine Laser (1.315m) has been developed and successfully tested for its applications in Chemical Oxygen Iodine Laser (COIL). The system has been realized using the state of the art PCI bus based high-speed data processing electronics, a personal computer and electro-pneumatic components. The system has demonstrated its capability of controlling the flow rates in the range of 1-6500 lpm (in case of nitrogen) with a response time of 50 msec which is mainly limited by the response of the electro-pneumatic valves and pressure reducers used in the present system. The developed system also has the potential to monitor, estimate and display various flow parameters at critical locations of the laser system. More than 600 successful power runs of the COIL have been given using the developed FCA system.     

Discrimination and Analysis of Microwave Modes in High Power Systems

The microwave modes discrimination and analysis for high power waveguide systems is an important topic. In this paper we review different methods and discuss their advantages and disadvantages. Both the limitations and applicability of various techniques are commented as well.     

λ／4相移分布反馈半导体激光器在高输出功率时的特性分析

从光场限制因子周期性主烨这一概念出发，指出在纯折射率耦合分布反馈激光器中存在着增益耦合作用，这种作用在阈值附近较小，但在输出功率增加时迅速大，并因此使λ／４相移分布反馈激光器的单模特性主。量子效应对这种增益耦合作用影响不大。在λ／４相移量子阱分布反馈激光器中，量子效应对空间烧孔效应有很强的抑制作用，因此在其高力功率值出特性出中，增益耦合的影响将变得比较明显。     

高功率光纤激光部分相干合成的可行性及效果分析

提出部分相干合成的概念,论证了谱线宽度和偏振特性并不是影响高功率光纤激光部分相干合成的瓶颈.与完全相干合成的理想情形相比,随着光束线宽的增大,部分相干合成光束的远场光斑图样基本保持不变,但峰值强度和斯特尔(Strehl)比随之减小,光斑能量越来越分散.利用数值计算的方法对部分相干合成与非相干合成光束的远场效果进行了比较分析.计算结果表明,尽管线宽的存在降低了部分相干合成的效果,但与非相干合成相比,部分相干合成的光束仍具有较大优势.     

分光路二维剪切干涉强激光腔镜变形检测系统

介绍一种分光路二维剪切干涉光电检测系统。该系统实现了两正交方向(二维)同时进行检测与计算机自动化数据处理;采用了一系列消噪声措施和两图像相减等技术,使得波前重构中能较好地采用简单的数值积分方法;并得到了在士10μm的测量范围内,方差不超过0. 257μm和0. 05μm的灵敏度。利用该系统成功地对强激光腔镜变形过程实现了动态检测。     

大气湍流波前低阶模式的时间功率谱分析

引入规格化的相位谱,推导了大气湍流波前低阶模式（Ｚ－倾斜和Ｇ－倾斜、离焦、像散以及彗差）的时间功率谱,并就水平大气传输、星体目标观测、空间目标监测等几种情况作了实际的数值计算及分析,此外还给出实验结果,分析结果表明：对于水平大气传输模式,倾斜功率谱曲线的低频阶段的指数下降因子为４／３－６β／１１（β为相位谱空间频率的指数下降因子）,离焦、像散和彗差项的功率谱低频段指数下降因子为０;水平大气传输工作     

活性无序介质中泵浦功率对局域模发射的影响

基于具有局域-非周期-类结构的活性无序介质中的复杂局域模与合适泵浦光的相互作用模型,研究活性无序介质中泵浦功率对局域模发射的影响,定性解释了泵浦功率对局域模发射的影响.结果表明,局域-非周期-类结构的无序介质的透射谱只与介质的结构有关,而与介质的损耗和增益无关,不同的激发模具有不同的泵浦功率阈值.