基于猫眼逆反射器的大范围免调试激光器

利用具有逆反射特性的光学元件构成激光器的谐振腔,能够赋予激光器大范围免调试工作的潜力.本文讨论了谐振激光自适应无线传能/通信等新兴应用对激光器免调试工作范围的要求,设计了基于猫眼逆反射器的大范围免调试激光器,采用腔内望远镜系统和复合腔结构分别拓展激光器的工作距离范围和提升激光安全性.通过对激光谐振腔的稳定性分析和对猫眼逆反射器的像差分析,明确了球差和场曲导致的猫眼离焦分别是限制免调试激光器工作距离和视场的关键因素.实验中通过优化光学设计补偿像差,实现了端面泵浦Nd:GdVO₄激光器的大范围免调试运转.16.6W泵浦功率下,激光器接收端在1—5 m工作距离范围内移动和在±30°接收端视场范围内转动时输出功率保持在5 W以上,功率波动小于10%,无需重新准直调节.5 m工作距离下,在4.6°发射端视场内输出功率保持在其最大值的50%以上,对应接收端横向移动范围达到40 cm.本工作明确了猫眼腔免调试激光器的设计优化原则,为相关研究提供了实验结果参考.     

高能掺镱离子光纤激光器的研究

从激光器的速率方程出发,对光纤激光器的工作原理以及输出特性进行了研究,得到了光纤激光器在稳态条件下阈值条件和激光器输出功率的表达式.利用数值模拟结果对光纤激光器基本参量进行分析和论证.为光纤激光器的优化设计提供理论依据.并提出了全光纤型光纤激光器的实验方法.获得了最大功率7.5 W、波长1080 nm、峰值半宽0.11 nm的连续单模激光输出.     

垂直腔面发射激光器低温光电特性

垂直腔面发射激光器通常被用作常温下850 nm波段短波长短距离光互连领域的激光光源,多在室温下进行测试和使用.在低温环境下垂直腔面发射激光器工作状态的表征是本文的研究重点.我们表征了在不同温度下直流驱动垂直腔面发射激光器的发光光谱和10%占空比脉冲电流驱动垂直腔面发射激光器的发光光谱和功率-电流-电压曲线.通过测试激光器在室温和10 K温度下性能的变化,证明了现有的垂直腔面发射激光器在低温下仍能工作,激光器在10 K低温环境下仍可以作为光互连的光源使用,这一特点使得该激光器的应用范围可拓展至低温领域,预示着垂直腔面发射激光器在低温光互连系统中具有应用价值.     

激光照明用驱动电源的设计

设计了一种功率可调式激光器驱动电源,包括驱动电路和温控电路,实现了对激光器的直接强度调制.采用慢启动、断电保护、过流保护等多种技术较好地提高了电源的工作性能.基于温控技术设计了一种实用的温控电路,保证激光器在较宽的温度范围内安全正常工作.通过理论分析,探讨了提高调制带宽的方法.该电源输出电流0～2 A,可以同时驱动多个并联大功率激光器,工作性能稳定可靠,具有广泛的应用价值.     

掺Yb双包层光纤激光器的时域特性和光谱特性研究

实验观测了掺Yb3+双包层光纤激光器的时域特性和光谱特性. 研究了抽运功率、腔损耗对激光器工作特性的影响. 研究发现, 利用单镜腔结构的光纤激光器, 可产生自脉动、受激布里渊散射和受激喇曼散射等非线性效应; 而采用双镜腔结构可有效抑制自脉动特性, 提高激光器工作的稳定性, 并对实验现象进行了定性的分析.     

长寿命的氩离子激光器

氩离子激光器是目前在可见光谱区可得到的输出功率最大的连续气体激光器,而且它的输出波长极其丰富,具有波长选择的灵活性.如果采用适当的腔内色散元件,就可以方便地选择出所需的工作波长(见表1).因为氩离子激光器具有一些独特的优点,所以它的应用也就日益广泛起来.随着科学研究和应用技术的发展,对于氩离子激光器的输出功率、工作寿命和输出稳定性方面,都提出了更高的要求.因此,制 作一个具有输出功率大、工作寿命长和稳定性高的氩离子激光器,已是一件急待解决的任务.本文介绍了一个长寿命的氩离子激光器,较详细地论述了影响放电管寿命的因…     

多通道半导体激光器温控系统

研制了一种板级多通道半导体激光器温控系统,将其应用于混合气体检测中可实现同时对多个半导体激光器温度的控制.该系统硬件上由多通道温度采集模块、数字信号处理器模块、半导体制冷器(TEC)和TEC控制模块组成.软件上采用时间片轮转调度算法和积分分离式数字比例积分微分算法,实现了对多个半导体激光器温度的实时、精确控制.为了测试系统的性能,利用该系统同时控制中心波长为1.65μm和1.56μm的可调谐分布反馈激光器的温度,进行了温度控制实验并测试了两个激光器的发光光谱.实验结果表明,该系统可以实现对两个激光器温度的同时控制,温控精度为-0.011~0.015℃,响应时间小于3s.对温控系统的工作稳定性进行了测试,两个激光器连续工作6h,其工作温度保持恒定.连续10h测试两个激光器的输出光谱,输出波长的峰值未出现偏移.该温控系统体积小、成本低、便于集成且稳定可靠,在混合气体检测中有良好的应用前景.     

双包层掺Yb3+光纤环形脉冲激光形成研究

对采用环形腔结构,由偏振敏感的光隔离器构成超短脉冲掺Yb³⁺光纤激光器输出的动力学特性进行了数值模拟.模拟表明:在没有进行色散补偿的掺Yb³⁺光纤环形激光器中,采用非线性偏振旋转的附加脉冲锁模技术,通过改变偏振控制器的方向,可以使激光器工作在不同的区域.实验用976 nm的半导体激光器作为泵浦源,通过调整偏振控制器,实验观测到掺Yb³⁺环形激光器工作在稳态和自脉动状态,其脉动的周期由光纤激光器腔长决定.     

回忆30年前一篇新型谐振腔论文

1960年世界上第一台红宝石激光器诞生,我国的科学工作者在1961年9月研制成我国第一台红宝石激光器.与国外用螺旋型闪光灯作为抽运源不同,这台激光器采用直管氙灯球型反光器的独特设计,体现了我国科学工作者的创新精神.激光的基本结构由三部分组成:1)工作物质.能产生受激辐射放大的工作物质是激光器的核心部件,它可以是固体、气...     

激光及其相关学科的发展

 在物理学家汤斯、肖洛、卜洛赫洛夫和巴索夫等人研究工作的基础上,美国人梅曼于1960年研制出世界上第一台激光器(红宝石激光器).在梅曼获得成功之后的几个月内,又有好几种激光器研制成功,其中包括第一台连续波运转的激光器--氦氖激光器.以后,各种激光器竞相出现,呈现一派欣欣向荣的气象.在固体激光器方面,首先研制成功的红宝石激光器是以掺氧化铬的氧化铝晶体为工作物质的,激活离子为三价铬离子.1961年到1964年间,在一系列不同基质晶体中掺稀土元素(如钕、镨、铥、钬、铒、镱等)的激光相继运转.其中最为著名的是输出波长为1.06微米的掺钕钇铝石榴石激光器和掺钕的硅酸盐玻璃激光器,它们获得了广泛的应用.现已发现了好几十种激光晶体和激光玻璃,而激活离子除了大多数稀土元素外,还有过渡元素.由它们制成的激光器输出波长分布在紫外到近红外区内.     

终端声子激光器研究进展

一、历史 回顾 固体可调谐激光器有三种类型:终端声子激光器、d—f跃迁激光器及色心激光器.其中终端声子激光器具有低阈值室温运转、调谐范围宽及高峰值功率输出等特点,因此近年来倍受人们重视. 终端声子激光器的研制工作最早主要集中在美国贝尔实验室,后来西德汉堡大学在此方面进展很快,苏联只是在近期才着手这方面的工作并取得了一定的进展.我国起步较晚,但近年来这方面的研究工作也很活跃. 在终端声子激光器中,受激跃迁不仅引起激活离子中电子能态的变化,而且伴随着晶体晶格振动模的变化,跃迁的终端为声子能级.与纯电子跃迁(R线)不同,终…     

双光纤光栅外腔半导体激光器相干失效研究

根据双光纤Bragg光栅(FBG)外腔半导体激光器相干失效的物理过程, 运用速率方程和双FBG耦合模理论, 分析了双FBG外腔半导体激光器相干失效产生和控制的条件, 提出了实现和控制双FBG外腔半导体激光器相干失效多模稳定工作的方法. 双FBG外腔半导体激光器在相干失效下具有多模的稳定工作状态, 相干失效长度缩短, 相干失效长度内光谱稳定. 实验测量结果表明, 外腔反射率为3%时, 从非相干失效状态到相干失效状态, 半峰值全宽度从0.5 nm突然展宽到0.9 nm. 在相干失效状态下, 功率稳定, 边模抑制比大于45 dB, 在0℃–70℃工作温度范围内峰值波长漂移小于0.5 nm, 最小相干失效长度小于0.5 m. 双FBG外腔半导体激光器相干失效的应用对提高光纤放大器和光纤激光器的性能具有重要意义. 关键词： 非线性 半导体激光器 双光纤Bragg光栅 相干失效     

宽谱染料激光器的数值模型及实验验证

应用染料激光器半经典理论,数值模拟了脉冲染料激光器双频及宽谱共增益区的谱线竞争效应,与实验结果符合较好.在双频相关调谐工作条件下,调谐范围增大近25％.在宽谱工作条件下,随着输出耦合损耗增大,谱线宽度逐渐减小. 关键词： 染料激光器 半经典理论 谱线竞争     

808nm大功率分布反馈激光器列阵研制

为提高大功率半导体激光器的泵浦效率,必须降低半导体激光器输出波长随温度的漂移系数.采用MOCVD外延技术、纳米压印和干法刻蚀附加湿法腐蚀等工艺制备了大功率分布反馈激光器列阵.激光器列阵的腔长为1 mm,25℃时中心波长为808 nm,通过测试不同热沉温度下的P-V-I曲线和光谱图,表明当脉冲工作电流为148 A时,激光...     

分段压缩平面共腔条形半导体激光器

分段压缩平面共腔条形激光器是为了适应日益增长的信息时代的需要,使器件具有低阈值、良好的线性输出和大功率单模工作等优良特性而研制的一种新结构半导体双异质结激光器.在本发明成功之前,国外已经研制出许多种结构类型的半导体双异质结激光器.从平行p-n结的侧向波导机制上分,该激光器大体可以分为增益导引和内建实折射率导引激光器两大类.早期研制的大多数是增益导引激光器.这类结构激光器的特点是有源区是平的、无厚度变化的.其优点是:工艺简单,空间侧向模式的选择性较好,易实现基侧向横模振荡;缺点是:缺少一个稳定的侧向模式导引机制,…     

半内腔He-Ne激光器的调整技巧

介绍了半内腔式He-Ne激光器的结构及调整的技巧,测量了在不同放电电流以及不同腔长条件下激光器的输出功率,得到了最佳的放电电流. 半内腔式He-Ne激光器的应用,有助于学生了解激光器的工作物质、谐振腔等主要组成部分,也促进了学生对激光理论的进一步理解.     

大功率半导体激光器远场光分布特性

对于以TM模工作的大功率半导体激光器,基于偏轴高斯光束模型,推导了描述其光波传播特性的非傍轴矢量场模型,数值计算了大功率半导体激光器光束的远场光强分布和发散角特性,讨论了bar型半导体激光器的远场光分布特性,给出了bar型半导体激光器的远场光强分布模型及数值仿真结果.仿真结果表明,大功率半导体激光器的矢量光场和标量光场...     

内置RF电路对增益开关工作的不利影响

对设有内置式RF电路的分布反馈（DFB）半导体激光器在增益开关工作状态下出现反常光谱的原因进行了分析.分别对该激光器在正常工作（即小信号驱动）和增益开关（即大信号驱动）情况下的时域和频域输出结果进行了对比和分析，研究发现内置式RF电路的瞬态失效是导致增益开关DFB激光器产生多波长光谱的原因.     

微晶玻璃腔体一体化兰姆凹陷稳频He-Ne激光器(I):结构与工艺

介绍了利用兰姆凹陷稳频He-Ne激光器的基本结构与腔长调节工作方式,从激光器结构方面对影响其预热时间、频率稳定度和频率重复性的主要因素进行了深入探讨.介绍改进设计的新型微晶玻璃腔体一体化兰姆凹陷稳频HL-Ne激光器的基本结构、制作工艺与优势.该激光器腔体采用极低膨胀系数的微晶玻璃材料,反射镜采用石英镜片光胶连接,无应力...     

外腔半导体激光器用恒流源电路设计与实现

由于外腔半导体激光器系统中的核心部分——激光器受外界环境影响较大,在装配或工作中极易受到电压、电流和静电荷的影响而损坏.为减少由于电路不稳定产生的激光器损坏,在借鉴各种传统的恒流源电路实现方式的基础上,运用反馈恒流原理,慢启动慢关闭原理,利用场效应管特性,给出一种高准确度恒流电路实现方式.将此电路直接运用于中心波长1550 nm激光器作为驱动电路,工作稳定、输出电流受负载影响很小且输出准确度达到同行业先进水平.电流稳定达到0.01％以上.此电路实现方式简单,实用性较强,对整个电路做出了实验仿真和测试,很好地解决了由于驱动电流不稳造成的激光器损坏的问题.