短波长化学激光系统反射镜研制

报道了短波长化学激光系统高反射镜的膜系设计、镀膜材料的选取、反射膜制备技术、基板加工、反射镜性能测试和各种膜系反射镜在强激光辐照下的热畸变和损伤。     

COIL用变形反射镜介质反射膜

 报道COIL激光用变形反射镜的介质反射多层膜实验。在真空镀膜机内制备了膜系Sub/Ag(SiO₂/HfO₂)⁴/air和Sub/Ag(YbF₃/ZnS)³/air, 反射率分别为99.90%和99.87%。在经历109次循环后变形镜物理特性无变化。研究了COIL激光辐射下热畸变和损伤特性。分别在功率密度为1.52kW/cm²和1.18kW/cm²的COIL激光辐照下,这两种膜系的变形镜波前变化为0.37l 和0.54l 。因此对于变形镜1kW/cm²激光功率密度是安全可靠的。     

反射镜热畸变对高能激光系统输出光束质量的影响

高能激光系统中,反射镜镜面热变形会使系统的输出光强和波前分布不均匀性加剧,从而导致输出光束质量的下降。建立了复杂镜面光线追迹的模型,使用Fresnel衍射公式和光线追迹的方法,研究了高能激光系统内通道不同数量22．5。反射镜对输出光束质量的影响。该方法和部分结果对高能激光系统激光器的优化设计,激光内通道冷却方式以及自适应光学校正能力设计参数的选取具有一定的参考价值。     

两种反射膜系的激光热力损伤特性

 在驻波场理论基础上,用表面和界面强吸收理论模型,计算出了激光辐照下两种不同反射膜系中温度场的“多峰”分布特性,分析了激光对薄膜的热力损伤特性、主要破坏模式和阈值条件。结果表明,光学薄膜对激光能量的吸收,主要由驻波场分布及膜层的消光系数决定;膜系表面的杂质吸附层和界面吸收层是膜系的主要能量沉积区,从而在这些界面形成温度场的“多峰”分布,界面因此成为最容易受激光损伤的部分。导致光学薄膜激光损伤的主要模式为膜层熔融和脱落两种。如果膜层中含有杂质,则容易诱导杂质处膜层剥落破坏。     

Al基反射膜的激光损伤阈值研究北大核心CSCD

为研究金属Al保护、单周期及双周期增强反射膜在5ns脉宽的532nm激光器下的激光损伤阈值(LIDT),采用Comsol软件进行仿真及分析,仿真过程引入SiO2和Ta2O5的拉伸强度(膜层断裂应力)作为阈值条件,得到三种膜系的损伤阈值分别为0.318J/cm^(2)、1.325J/cm^(2)和3.382J/cm^(2),通过搭建实验平台进行激光阈值测试,采用1-on-1模式,选取50%概率的激光损伤点作为损伤阈值,测得激光功率分别为0.288J/cm^(2)、1.232J/cm^(2)及3.152J/cm^(2),与仿真结果较为接近,说明采用拉伸强度分析的该类模型更符合实际损伤,为此类膜系在实际应用中阈值的预测提供了理论基础。     

激光辐照下高反射镜热变形问题的尺度律

基于热力解耦的热弹性模型,采用常用假设,通过方程分析法,导出了激光辐照下高反射镜热变形问题的尺度律。同时,还发现了对同一模型,当其他条件不变时,变形、温升、应力与激光功率密度之间具有线性关系。数值结果证明了该问题尺度律的成立及线性关系的正确性。该结论是利用缩比模型研究大尺寸反射镜在激光辐照下的热变形问题的依据,且为解决缩比模型设计、辐照条件设计和模型实验数据反推到原型等相关问题提供了参考准则。     

激光辐照下高反射镜热变形问题的尺度律

基于热力解耦的热弹性模型,采用常用假设,通过方程分析法,导出了激光辐照下高反射镜热变形问题的尺度律。同时,还发现了对同一模型,当其他条件不变时,变形、温升、应力与激光功率密度之间具有线性关系。数值结果证明了该问题尺度律的成立及线性关系的正确性。该结论是利用缩比模型研究大尺寸反射镜在激光辐照下的热变形问题的依据,且为解决缩比模型设计、辐照条件设计和模型实验数据反推到原型等相关问题提供了参考准则。     

一种新型短波长自由电子激光

本文提出一种可以工作在软X射线区的用孤子激光抽运的新型自由电子激光器,利用孤立子激光的波型以及单粒子小信号分析方法,发现这种自由电子激光具有以下两个不同于以往电磁波振荡器自由电子激光的特点:(1)很小的“质量漂移效应”(mass-shift effect),这是由孤立子激光抽运的特征所决定;(2)具有一个附加的“频率调谐性”,即可展宽自由电子激光的频率调谐能力。对获得的小信号增益也进行了一些分析和讨论。 关键词：     

极短波长激光及其应用

本文介绍VUV、XUV和X光波段产生激光的可能途径和极短波长高亮度相干光的应用前景。着重于分析实现极短波长激光振荡的困难性和介绍实现集居数反转的若干激发机制。对目前国内外极短波长激光研究进展也稍作评述。     

多功能抗激光损伤高反射膜

为了能同时满足半导体激光器和YAG激光器对薄膜的特殊要求,在分析高反射膜理论的基础上,选取TiO2和SiO2为高、低折射率材料镀制了周期性多层介质高反射膜。研究了材料的光学及机械特性,重点解决了薄膜的消偏振和抗激光损伤问题。实验采用电子束真空镀膜并加以考夫曼离子源辅助沉积,利用TFC软件进行膜系设计,通过调整镀膜工艺参数和监控方法,在10mm×1．8mm的K9基底上镀制了符合要求的高反射膜,结果表明,当激光以45°入射时,薄膜在900～1100nm的P光与s光的反射率均大于99．95％。所制备的高反射膜性能稳定,抗激光损伤阈值高,能同时满足两种激光器的使用要求。     

Advances in the Development of Chemical Oxygen-iodine Laser

Results of three problems investigated on a Chemical Oxygen-Iodine Laser (COIL) in our laboratory are presented in connection with the advanced COIL development in the world. These problems concern: i) A gain modulation on the laser transition in iodine atom, I(²P_1/2) - (²P_3/2), by external magnetic field, and its utilization for a COIL output power stabilization, ii) An evaluation of the Einstein A-coefficient of singlet oxygen, O₂(¹ _g), and its utilization in advanced diagnostics for O₂(¹ _g) determination in COIL operation, iii) A chemically driven iodine atom delivery system for advanced COIL.     

美国ABL计划的新进展

"ABL"系统是一个非常典型的高能激光应用系统,具有高度机动、高度精确及对目标进行闪电打击的特性,以及对多个目标进行毁灭性打击的能力.该系统能适应各种复杂环境,并能以最小的和可恢复的毁伤实现政治、军事上的双赢.因此, "ABL"系统也是美国投入大量人力、物力优先发展的弹道导弹防御武器系统.介绍"ABL"系统的历史、组成及研制分工,详述其近期的技术进展和战场优异性能.     

不同膜系结构的光学薄膜的激光损伤研究

本文报道了偏振膜和1.06μm高反膜的激光损伤。研究了膜系结构与损伤阈值的关系,并对实验结果作了分析。     

DF激光器光栅选线实验研究

基于闪耀光栅的分光原理,利用小型直流放电驱动化学激光器,在平凹稳定腔内插入闪耀光栅,建立了选择激光器光栅谱线的实验装置.实验中共获得了14条谱线,测量了每条谱线的功率,计算了波长,分析了选线后谱线条数减少、谱线功率降低的原因.该装置尺寸小,使用比较方便,可以满足连续波DF化学激光器性能研究的需要.     

氧化物薄膜抗1064nm脉冲激光损伤的特性研究

对向种氧化物介质膜料的单层膜、增透膜及高反膜的激光损伤特性进行了实验研究,分别测试了单脉冲和多脉冲１０６４ｎｍ激光的损伤阈值,分析和讨论了实验的物理现象及其结果。研究表明ＳｉＯ２、Ｇｄ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３具有激光损伤阈值高、损伤程度轻的特点,特别对１０Ｈｚ激光而言,更是明显;增透膜及高反膜加λ／２层ＳｉＯ２对其激光损伤程度和损伤几率。     

纯石英光纤的高功率紫外激光传输特性

报道了几种国产阶跃型纯石英光在传输ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）准分子激光时的损耗特性及其破坏阈值的实验研究结果，同时也报道了这些光纤的弯曲损耗和弯曲断裂特性，结果表明，这些紫外级石英光纤，最小的透过损耗约为０．３３ｄＢ／ｍ，表面破坏阈值约为１０Ｊ／ｃｍ＾２。     

Wavelength Tuning Characteristics of a Vertival Cavity Surface Emitting Laser Diode with an External Short Cavity

The characteristics of a wavelength tunable vertical cavity surface emitting laser diode (VCSEL) with an external short cavity are analyzed, in which the oscillation wavelength can be changed over several tens of nanometers with a nearly constant optical power by slightly altering the external cavity length. Analysis is based on rate equations for the optical power and carrier density, taking the effect of carrier-induced refractive index change into consideration, together with the study of behaviors of a complex resonator. The reflection coefficient r₂ of a laser facet facing the external mirror is shown to affect notably the characteristics of wavelength tuning, optical power and carrier density for a change of the external cavity length. It is also noticed that the wavelength change for this length becomes slower with relatively larger r₂ due to an increasing contribution of the effect of carrier-induced refractive index change, within the optical gain spectrum of the laser diode.     

空-地激光通信链路波长选择因素分析

空-地激光通信链路波长选择主要和通信传输所使用的大气随机信道、光束跟踪、捕获、瞄准(Acquisition,Pointing and Tracking-APT)子系统,通信子系统及接收、发射系统采用的主要光电器件等因素有关.本文对影响空-地激光通信链路波长选择的因素进行了分析,并根据上述影响因素开展了对通信波长的研究,促进了空-地激光通信系统的总体设计工作.     

不同波长激光同时辐照薄膜热效应研究

通过分析两个不同波长激光同时辐照下薄膜体内驻波场分布并求解热传导方程,得到1 064 nm激光和355 nm激光在三倍频分离膜内共同作用下二维温度场分布.研究表明：1 064 nm激光和355 nm激光共同作用引起薄膜体内的温升峰值高于相同能量1 064 nm激光单独作用引起的薄膜体内的温升峰值,低于相同能量355 nm激光单独作用引起的薄膜体内的温升峰值.