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相似文献
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1.
多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov湍流中的传输   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
邓金平  季小玲  陆璐 《物理学报》2013,62(14):144211-144211
推导了多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov 湍流中传输的总光强、轴上光谱、相干度的解析表达式, 研究了光束偏心参数β 、湍流广义指数α和源光谱带宽Ω对激光传输特性的影响. 研究表明: β越大, 则光束重心偏离传输轴越远, 相干度的不对称性越明显, 但是, β对轴上光谱几乎没有影响; 湍流广义指数α对总光强、 轴上光谱和相干长度的影响是非单调的, 当α=3.1时, 湍流对光束传输特性的影响最大. 值得指出的是: 在某些传输距离处, 不同α对应的轴上光谱位移量相同; 在某些传输距离处, 轴上光谱位移量为零, 且该传输距离与Ω无关, 但湍流使得该传输距离缩短. 所得结论对多色部分相干偏心光束在 湍流大气中传输的相关应用具有重要意义. 关键词: non-Kolmogorov湍流 多色部分相干偏心光束 光谱强度 相干度  相似文献   

2.
在波长光束组合基础上,用一个光栅和一个准直透镜代替传输透镜,可以有效地减小单个发光单元光束质量的退化,明显地克服相邻发光单元的反馈串扰,实现了较窄线宽的光谱组束输出。采用标准的半导体激光阵列,连续输出激光功率44.8 W,电光转换效率最高38.9%,光谱线宽为4.1 nm。光束慢轴方向光束质量因子为11.7,快轴方向光束质量因子为1.37,快慢轴两个方向都接近单个发光单元光束质量。  相似文献   

3.
在波长光束组合基础上,用一个光栅和一个准直透镜代替传输透镜,可以有效地减小单个发光单元光束质量的退化,明显地克服相邻发光单元的反馈串扰,实现了较窄线宽的光谱组束输出。采用标准的半导体激光阵列,连续输出激光功率44.8 W,电光转换效率最高38.9%,光谱线宽为4.1nm。光束慢轴方向光束质量因子为11.7,快轴方向光束质量因子为1.37,快慢轴两个方向都接近单个发光单元光束质量。  相似文献   

4.
采用多层介质膜衍射光栅实现多路高功率光纤激光共孔径光谱合成有望成为光纤激光同时实现高功率、高效率和高光束质量的最具发展潜力的技术途径。搭建了一套基于双光栅色散补偿设计的5 kW共孔径光谱合成系统。采用国产多层介质膜衍射光栅实现了5路kW级窄谱子束激光的高效优质共孔径光谱合成,最大输出功率达5.07 kW,光束质量因子(M2)小于3,合成效率达到91.2%。初步研究表明:多层介质膜衍射光栅在较高功率水平、较宽光谱范围内均能保持较高衍射效率,是实现高功率光纤激光高效率光谱合成的重要器件;参与合成的子束自身的光束质量水平和线宽是影响合成输出光束质量的重要因素,光谱合成系统的输出功率主要受限于窄谱子束的输出功率和合成路数,增加窄谱子束的功率或合成路数均可进一步提升系统的输出功率。  相似文献   

5.
采用多层介质膜衍射光栅实现多路高功率光纤激光共孔径光谱合成有望成为光纤激光同时实现高功率、高效率和高光束质量的最具发展潜力的技术途径。搭建了一套基于双光栅色散补偿设计的5kW共孔径光谱合成系统。采用国产多层介质膜衍射光栅实现了5路kW级窄谱子束激光的高效优质共孔径光谱合成,最大输出功率达5.07kW,光束质量因子(M2)小于3,合成效率达到91.2%。初步研究表明:多层介质膜衍射光栅在较高功率水平、较宽光谱范围内均能保持较高衍射效率,是实现高功率光纤激光高效率光谱合成的重要器件;参与合成的子束自身的光束质量水平和线宽是影响合成输出光束质量的重要因素,光谱合成系统的输出功率主要受限于窄谱子束的输出功率和合成路数,增加窄谱子束的功率或合成路数均可进一步提升系统的输出功率。  相似文献   

6.
报道了高效紧凑室温Yb:YAG板条全固态激光研究进展。建立了室温Yb板条激光动力学模型,分析了泵浦激光通量和注入激光亮度与光光效率的关系,以及板条边缘效应抑制方法。实验获得了输出功率22.3 kW、光光效率36%和光束质量优于2.4倍衍射极限的激光输出,为更高功率的Yb板条激光关键技术研究及开发小型化、轻量化、实用化的高功率激光器奠定了基础。  相似文献   

7.
基于光谱光束组合技术,利用光栅的衍射和外腔的反馈,并通过加入光束整形系统,将标准的半导体激光阵列的发光单元锁定在窄线宽的不同波长上,以近似平行光束沿组合方向输出,以实现半导体激光阵列输出光束质量的改善和线宽的压窄。实验中采用发光单元宽度100μm,周期500μm,由19个单元构成的标准阵列,分别对快、慢轴准直后光谱组束、光束整形后光谱组束和线宽压窄外腔组束进行了实验验证,实现了组合光束与单个发光单元近似的光束质量,同时得到了较窄的线宽输出,并对实验结果进行了分析。  相似文献   

8.
基于多层电介质光栅光谱合成的光束质量   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
姜曼  马鹏飞  周朴  王小林 《物理学报》2016,65(10):104203-104203
基于电介质光栅的光谱合成是实现高功率高光束质量激光的重要途径. 在电介质光栅的光谱合成系统中, 光栅色散效应是影响合成激光光束质量的重要因素. 本文推导了单光栅和双光栅光谱合成系统中由于光栅色散引起M2因子的变化公式; 详细讨论了这两种合成系统中单路激光线宽、单路激光光斑半径、相邻两路激光波长差、相邻两路激光间距以及光栅周期对光束质量的影响. 研究表明对于单光栅合成系统, 在合成过程中若保持光束质量M2因子的大小不变, 则单路激光带宽随光斑半径的增加而减小; 在双光栅光谱合成系统中, 在保持光束质量的前提下, 单路激光带宽可随光斑半径的增大而相应增加. 数值计算表明, 若要满足合成光束的光束质量M2 ≤1.2的要求, 在单光栅系统中激光线宽需窄于亚纳米量级, 在双光栅系统中激光带宽可为亚纳米. 本文为高功率、高光束质量的光纤激光光谱合成系统的搭建提供了理论指导.  相似文献   

9.
吴娟  李建民  尹新启  曾理江  邱克强  李朝明  颜宏 《强激光与粒子束》2020,32(12):121006-1-121006-5
分析了基于锥面衍射的双光栅光谱合成系统的可行性,设计了激光入射角为Littrow角附近的双多层介质膜(MLD)光栅光谱合成系统,开展了两路合成实验。当入射极角等于自准直入射角,入射方位角为6°时,光栅衍射效率近似等于光束自准直入射时的衍射效率。基于锥面衍射原理,对中心波长为1050.24 nm和1064.33 nm的两束光纤激光子束进行合成,入射极角为43.99°,测得合成效率为92.9%,较基于非锥面衍射的双光栅光谱合成系统的合成效率提高了8.8%;测得合成光斑光束质量Mx2=1.204,My2=1.467,与基于非锥面衍射的双光栅光谱合成系统输出光斑光束质量基本一致。  相似文献   

10.
受热效应、光学损伤与非线性效应等因素的限制,单纤的功率提高困难。因此通过光学元件将多束激光进行合束的光束合成技术应运而生。光谱合束方案具有结构简单,合束光束质量好等优点,逐渐成为了合束技术发展的主流。简要介绍了光纤激光光谱合束的几种常见合束方案,对比分析了几种合束技术的优缺点。对光谱合束中存在的光栅热畸变问题,从理论研究和实验研究两个方面进行了针对性的分析与讨论,并对光谱合束未来的发展趋势进行了展望。  相似文献   

11.
周泰斗  梁小宝  李超  黄志华  封建胜  赵磊  王建军  景峰 《物理学报》2017,66(8):84204-084204
体光栅光谱组束是获得高功率激光输出的一种有效途径.在有限的可用带宽内,光谱通道间隔影响着组束光束数目以及最终的高功率组束输出.采用耦合波理论,建立了一个两通道高功率光谱组束模型.通过优化体光栅光谱通道间隔,可放宽对组束子束线宽和功率的限制,组束功率可大幅提升而光谱密度并无显著下降.基于此,实验上获得了2.5 kW组束输出,绝对效率超过85%,通道间隔5 nm,光谱密度为0.51kW/nm.组束功率1 kW时,组束输出能保持好的光束质量;组束功率1.5kW时光束质量恶化较明显,通过分析发现,组束光束质量的恶化主要受限于体光栅的色散及高功率下体光栅复杂的热畸变.  相似文献   

12.
The temperature distribution and thermal effects in a high-power solid-state laser are investigated. The temperature distribution in a corner-pumped Yb:YAG/YAG composite slab is described analytically, and the thermal effects in that slab are deduced. Their influences to the resonator are also discussed. A corner-pumped Yb:YAG/YAG composite slab laser has achieved 1016 W continuous wave laser output. The experimental results support the calculated outcomes.  相似文献   

13.
We fabricated distributed-feedback (DFB) solid-state dye lasers with moiré gratings. We formed a moiré grating pattern by superimposing two grating patterns with a rotation angle. The moiré gratings were fabricated by an “etchless” process utilizing a two-beam interference method. The gratings were coated with solidified rhodamine-B. The five laser devices were pumped with the second harmonic generation of a Nd:YAG laser and we obtained narrow-banded laser oscillations at 590, 600, 610, 620, and 630 nm wavelength. Full widths at half maximum of laser spectra were less than 0.5 nm. The results indicated that a moiré fringe can function as a resonator of DFB solid-state dye lasers.  相似文献   

14.
基于多层介质膜光栅的谱合成系统光束特性分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
吴真  钟哲强  杨磊  张彬 《物理学报》2016,65(5):54205-054205
针对多层介质膜光栅在光束谱合成系统中的应用, 利用光线追迹方法, 建立了基于多层介质膜光栅的谱合成系统光传输模型. 多层介质膜光栅引入的相位调制包括浮雕表面上光程差与浮雕结构光程差两部分, 且受到光栅槽深、占空比和光束入射角等因素的影响. 利用衍射积分方法和光束非相干叠加原理, 计算模拟了基于多层介质膜光栅的谱合成系统的合成光束光强分布. 在此基础上, 利用强度二阶矩方法分析了合成光束的光束质量, 并讨论了多层介质膜光栅的槽深、占空比和制作误差等因素对合成光束特性的影响. 结果表明: 改变多层介质膜光栅的槽深和占空比以及中心光束入射角会影响合成光束能量, 但不会影响合成光束的光束质量, 合成光束的光束质量始终保持与单个子光束的光束质量相当; 多层介质膜光栅的制作误差对合成光束的光束质量和能量均存在明显影响.  相似文献   

15.
520-W continuous-wave diode corner-pumped composite Yb:YAG slab laser   总被引:1,自引:0,他引:1  
Liu Q  Gong M  Lu F  Gong W  Li C 《Optics letters》2005,30(7):726-728
We present a pumping scheme for a quasi-three-level solid-state laser. The scheme uses a slab laser configuration with the pump light incident from the slab corners. A diode-corner-pumped composite Yb:YAG-YAG slab laser operating in high-power cw mode was designed to prove the scheme. As much as 520 W of output power was obtained from a single 1-mm-thick composite slab with 0.5-at. %-doped Yb:YAG. The slope efficiency and the optical-to-optical efficiency with respect to the pump power were 32% and 25%, respectively. This result shows the validity of the corner-pumping concept and its feasibility in the development of high-power solid-state lasers.  相似文献   

16.
Optical properties of Cr,Yb:YAG, Cr,Nd:YAG crystals, and composite Yb:YAG/Cr:YAG ceramics self-Q-switched solid-state laser materials are presented. The merits of these self-Q-switched laser materials are given and the potentials of such lasers can be chosen by the applications. Cr,Yb:YAG and composite Yb:YAG/Cr:YAG ceramics self-Q-switched laser are conducted. Although several tens of kW peak power can be obtained with a monolithic microchip Cr,Yb:YAG laser, the experimental results show that the performance of this laser is limited by the absorption of Cr4+ ions at a pump wavelength of 940 nm and strong fluorescence quenching at high Cr concentration. Composite Yb:YAG/Cr:YAG ceramics are more suitable to realize high pulse energy and peak power (up to MW level) with optimized lasing and Q-switching parts. In addition, the instabilities induced by the multi-longitudinal mode competition in Cr,Nd:YAG and Cr,Yb:YAG microchip lasers are addressed. The different gain bandwidths of Yb:YAG and Nd:YAG play an important role in the instability of the output laser pulse trains. Stable laser pulses from the Cr,Yb:YAG microchip laser were obtained due to the antiphase dynamics. For the Cr,Nd:YAG microchip laser, the instability caused by the multi-longitudinal mode competition is an intrinsic property. Different transverse patterns were observed in Cr,Nd:YAG microchip lasers when a pump beam with larger diameter was used. Saturated inversion population distribution inside the gain medium plays an important role in the transverse pattern formation. Different transverse patterns were reconstructed by combining different sets of the Hermite-Gaussian modes.  相似文献   

17.
H. Liu  M. Gong 《Optics Communications》2010,283(6):1062-467
Corner-pumping is a new pumping scheme in diode-pumped all-solid-state lasers, having such advantages as high pump efficiency, favorable pump uniformity and low cost. Compact corner-pumped Nd:YAG/YAG composite slab lasers at 1064 nm with low or medium output powers and high efficiency are demonstrated in this paper. Combined with intracavity frequency doubling by a LBO crystal, a corner-pumped Nd:YAG/YAG composite slab 532 nm green laser with a stable output is realized successfully. The experimental results show that corner-pumping can reduce laser costs greatly, release the thermal effects of slab crystals and improve the output beam quality, and that the new pumping scheme is feasible in the design of diode-pumped all-solid-state lasers with low or medium output powers.  相似文献   

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