连续染料激光器的稳频

连续波染料激光器是目前唯一在整个可见光谱区内波长能连续可调的连续波激光器.经十余年的研究,其性能有了很大改善,现已成为在可见光谱区内光谱学的重要工具,而且在其它科学技术领域例如激光化学、同位素分离等等也得到了广泛的应用.但是,作为激光光谱学的光源,不经稳频的染料     

氮激光泵浦的染料激光器的性能研究

自从染料激光器问世以来,发展是十分迅速的.这是由于它是激光光谱学不可缺少的手段之一.高分辨率激光光谱用来研究物质的超精细结构;超短脉冲的时间和空间高分辨率光谱用来研究物质的瞬态变化及微观动力学过程;在工业上用激光光谱可进行微量和超微量的高灵敏度的物质分析.此外,可调谐染料激光器在同位素分离、光化反应等方面也有着极其重要的意义. 近年来我们研制了 QJR2-1 型和QJR-2型可调谐染料激光器.在QJR2-1型可调谐染料激光器的某些技术参数的基础上,我们做了部分的修改,研究了染料激光器的性能.主要进行波长调谐范围,用光栅和法…     

重复脉冲闪光灯抽运的染料激光器

调频激光器,特别是染料激光器,作为光谱光源,在激光光谱学中起十分重要的作用。染料激光器的抽运方式很多。其中闪光灯抽运的染料激光器,由于装置较简单和总效率较高而被广泛地应用。本文报道一台重复脉冲闪光灯抽运的染料激光器的初步实验结果。 一、激发机理 虽然染料分子是由许多原子组成的,但是它的能级以及吸收和发射过程可以模仿简单的双原子分子而画成如图1所示的能级图[1].染料激光器的吸收和发射过程与染料分子的四个能态有关:分子吸收抽运辐射后,从基态激发到第一(或第二)激发单态S1(或S2)的较高振动能级,并很快地通过非辐射跃迁…     

分子束及其在激光光谱学中的应用

原子束和分子束[1]广泛地应用于研究气体中分子的速度分布,原子之间与分子之间的相互作用截面,原子与分子在固体表面的反射和衍射现象,以及与原子和分子的激发和电离有关的问题. 在光谱学中,分子束是一种借以避免碰撞和消除多普勒加宽,从而获得高分辨率的传统方法.但是由于常规光源的低强度和分子束的低密度,使分子束在光谱学中的应用受到了限制.六十年代产生了激光器,特别是后来发展了调频激光器,激光的高光谱亮度使分子束光谱学又获得了新的动力.本文就分子束及其在激光光谱学中的应用作一简短的评述. 一、分子束技术 虽然分子束技术根据…     

闪光灯激励的高分辨率染料激光器

当前染料调频激光已在各方面获得广泛应用,闪光灯激励的染料激光器造价低,能输出高功率和大能量[1-3],并在一定程度上可高重复率窄带运转[4,5],因而已成为光谱学研究的有力工具.本文报道一种高分辨率(6×10~5]高调频效率(>50%)的闪光灯激励的染料激光系统. 器件光路如图1所示,由激光头,谐振腔,调谐系统和气压调频设备等部分组成.激光头用两支电极间距10cm,内径3mm直管闪光灯和长10cm,内径3mm,两端为布儒斯特角的玻璃染料管放在双椭圆聚光器的焦线上构成.闪光灯串联用0.2μF低感电容供电,运转电压5-20kV,开关为火花球隙,运转频率0—25Hz. …     

中国科学院上海光机所激光物理研究室

成立于1978年,主要从事高激发态激光光谱,超快光物理,非线性光学,量子光学的研究工作.在高激发态激光光谱学方面,研究了稀土元素和铀的高分辨率光谱(消多普勒),得到一批新的光谱数据.实验室置有三台Ar~+激光泵浦的可调谐环行染料激光器和三台YAG倍频激光泵浦的可调谐染料激光器,交叉原子束,时间飞行谱仪等精密仪器设备.首创用空心阴极放电产生难熔金属蒸气的高激发消多     

1.06μ激光调Q染料及染料薄片的研制

激光技术是六十年代兴起的新技术,十多年来得到极其迅速的发展.在许多实际应用中需要单脉冲输出的激光器件,为此发展了许多调Q技术[1],可饱和染料作Q开关元件,它比其他调Q方法(如机械调Q、电光调Q)具有操作简单的优点,因而有机染料用于调Q技术也越来越为人们所重视. 某些菁染料及一些其他类型的染料对红宝石激光器(波长为694mμ)具有Q开关作用,但只有少数染料能用于■玻璃激光器(波长为1.06μ)的调Q技术上[2].由于■玻璃激光器的输出激光光谱线是在红外区,其工作物质■玻璃易制成大小不同的尺寸,在应用上■玻璃激光器占有重要的地位,因…     

短波长辐射及其应用

近年来,许多科学技术领域对远紫外辐射和真空紫外辐射这类短波长光辐射的需求有了较大的增长.而传统的这类光源,如氢灯、氘灯、无窗惰性气体放电管、氮弧及BRV源(一种在高真空环境中高Z电极间的低电感快脉冲放电光源)等强度较弱,用单色仪分光和检测时的光谱分辨率亦嫌不足.而在可见和近紫外光谱区中,各种脉冲和连续波染料激光器的发展日趋成熟,有商品出售,并已应用于许多领域中.染料激光器的可调谐范围宽、线宽窄、输出波长(或频率)稳定和输出功率大.用准分子激光泵浦的染料激光,还可以在近紫外区调谐.但是,向更短波长区延伸,染料激光的效…     

一种基于MEMS光栅光调制器的近红外光谱探测系统

基于微机电系统技术的近红外光谱探测系统已成为了近红外光谱仪研究的一个新方向。文章提出了一种基于光栅光调制器的新型近红外光谱探测系统。该系统采用微加工技术制造的光栅光调制器阵列与单点近红外探测器相结合使用的方法进行光谱探测。设计了该光谱探测系统的光学结构, 论述了系统光谱探测原理, 并使用经表面微加工工艺得到的光栅光调制器器件进行了系统分辨本领、波长准确性、系统稳定性、器件响应频率等特征参数测试实验。结果表明,该探测系统在1 320到1 400 nm波长范围内,分辨本领小于10 nm, 波长准确性小于1 nm, 系统稳定性小于0.5%, 光栅光调制器的响应频率为5kHz。实验结果证明了该近红外光谱探测系统的可行性, 为研制基于微机电系统光栅光调制器的微型化近红外光谱仪提供了理论基础及实验指导。     

准相位匹配技术

常用激光器输出波长通常为近红外单一频率的激光,随着科技的发展,各行各业对激光器的需求大大增加,对激光器输出波长提出了更高要求,不但要求输出波长向红外和紫外扩展,而且输出波长要连续可调谐。通过非线性频率变换可以获得普通激光器达不到的输出激光波长,如紫外、中红外和远红外激光等,并且输出激光波长可以在一定范围内变化（即可调谐）,如1～3微米、3～5微米和8～13微米等,这三个重要波段的红外相干光源在光谱研究、激光制导、激光定向红外干扰、大气监测等领域有广泛应用。     

基于菁染料的近红外吸收滤光片夜视兼容性能研究

近红外吸收滤光片可以用于夜视兼容照明器件.为了研制夜视兼容近红外吸收滤光片,将一种菁染料均匀掺杂在透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中制备了近红外吸收滤光片,研究了菁染料的掺杂量对近红外吸收滤光片夜视兼容能力的影响.结果表明,随着菁染料掺杂量的增加,近红外吸收滤光片的可见光透过率逐渐下降,在近红外区域的吸收能力逐渐增加,光谱辐亮度夜视兼容值逐渐减小且朝着有利于满足夜视兼容要求的方向移动;将菁染料与普通塑料用染料透明黄GS、透明蓝AP-FW配合使用,成功制备出了一种绿色夜视兼容近红外滤光片,该滤光片不仅颜色满足军标中夜视绿A的要求,光谱辐亮度夜视兼容值为9.22×10-12,满足军标中对光谱辐亮度的要求,而且具备优异的光稳定性能.     

紫外新激光染料IBOP的研究

本文介绍一种新合成的化合物IBOP.经在多种染料激光器上测试表明,其激光转换效率高,光化学稳定性好,能溶于多种溶剂.性能优于DPS等相同波段的常用激光染料.IBOP在各种溶剂中的激光调谐范围为388～428nm,激光峰值波长在400nm左右.本文给出了IBOP的荧光光谱、吸收光谱、激光特性、溶剂效应和浓度效应等数据,并作了讨论.     

轴向隐失波激励的回音壁模式光纤激光器

采用轴向隐失波激励增益的方式,使激光增益区域局限在光纤回音壁模式的模场区域内,显著地降低了回音壁模式光纤激光辐射的抽运阈值,由此形成一种低阈值的回音壁模式光纤激光器.在微焦耳量级的低抽运能量条件下,用回音壁模式光纤激光器研究了激光染料的浓度效应.实验结果表明,随着激光染料浓度的增加,回音壁模式激光辐射的波长向长波方向移动,激光波长范围变宽.用回音壁模式染料激光的四能级模型得到激光上能级和所有能级上的分子数比值γ(λ)曲线后,很好地解释了实验结果.低抽运阈值的回音壁模式光纤激光器,为研究液体激光现象提供了极为便利的手段.     

三硼酸锂晶体Ⅰ类非临界相位匹配下近红外波段的差频产生

利用差频发生器产生波长范围为1.1~2.2μm的可调谐近红外激光.实验搭建了差频光路系统,以0.56~0.71μm染料激光器作为泵浦光、1.064μm的半导体激光器作为信号光,经过三硼酸锂晶体在Ⅰ类相位匹配方式条件下通过温度调谐非临界相位匹配方式差频产生较高功率的近红外激光,在近红外波段测得其平均输出功率在30mW以上.泵浦光功率为1.2 W、信号光功率为0.31 W时,测得差频波长为1.54μm的输出功率为35mW,转化效率达11.7%.该近红外差频发生器具有宽调谐、窄线宽的特点.     

固体的激光光谱学

激光光谱学为一内容十分丰富的学科,它可用于各种各样的领域中,从燃烧研究中的痕量物质的检测到与之毫无关系的生物学都能应用到这种光谱学技术。这些不断革新的应用与三十年来激光技术与电光器件的进展密切有关。同时,激光光谱学对于发展多种激光器也起着很大的推动作用。这种相互促进关系使得这个领域的扩展极为迅速。本文拟就激光光谱学在固体物理研究的应用中的少数几个问题略作阐述,仅作快速发展中的事例而已。     

基于全息液晶/聚合物光栅的分布反馈式激光器的波长调谐特性研究

首先制备了不同周期的染料掺杂全息液晶/聚合物光栅并进行激光抽运实验, 得到了激光器的调谐曲线,确定了激光器在574 nm到685 nm的谱带里均可以实现激光输出, 即激光器具有110 nm左右的可调谐范围. 之后, 通过温控仪控制样品的温度, 对周期为610 nm的染料掺杂全息液晶/聚合物光栅进行激光抽运, 探测不同温度下的输出激光光谱, 观察到随着温度由20℃升高到65℃, 激光器的中心波长由627.9 nm减小到623 nm, 产生了4.9 nm的波长蓝移.     

基于光纤环形滤波器的双波长掺铒光纤激光器

提出并设计了一种基于光纤环形滤波器的环形腔掺Er3+光纤激光器,实现了稳定的单波长和双波长激光输出.采用保偏光纤布喇格光栅作为选频器件;两支分光比为20∶80的1×2耦合器结合2m保偏光纤构成环形滤波器,抑制模式跳变,提高激光输出稳定性,通过调节滤波器内偏振控制器实现波长选择性输出;采用长度为1m的饱和吸收体起到稳频作用.实验结果表明:该激光器工作阈值为71mW,在熔接滤波器后,光谱特性得到改善;调节偏振控制器可实现单波长激光可切换输出或双波长激光同时输出,双波长间隔0.88nm,1 535.5nm和1 534.7nm单波长切换输出时最大功率分别为0.078dBm和-2.585dBm,激光3dB线宽为0.16nm和0.15nm;在室温20min内,输出激光波长漂移小于0.06nm,功率变化小于1.3dB.     

向染料激光说再见

最近,美国光谱物理公司(Spectra-Physics)研制成功一种蓝宝石-掺钛(Ti:sapphire)可调谐连续固休激光器.它的优异性能和宽广的调谐范围可以取代四种低性能的红外染料激光器.图1给出蓝宝石-掺钛激光与四种红外染料激光的调谐范围与输出功率的比较曲线.这种新型的固体激光光源使红外染料激光显得大为逊色.蓝宝石-掺钛固体激光器的突出特点是:输出功率比任何一种染料激光器的输出功率高三倍以上,而且还可以更高;在700—1000um的宽广调谐范围内,其功率输出几乎是相等的;此外它更具有染料激光所不能比拟的长寿命、使用方便以及多用性等突出优点.…     

室温封离型一氧化碳选支激光器

本器件为直流高压电源激励放电管。一端为半径5米的凹面全反射镜,一端为红外闪耀光栅,构成谐 振腔。 一氧化碳选支激光器是(5～6)微米波长范围内 唯一较强的单色光源,在大气污染检测、同位素分 离、激光化学、泵浦自旋喇曼反转激光器及激光光谱学等方面具有广阔的应用前景。     

双包层掺Bi光纤的制备及其光谱特性研究

用改进的化学气相沉积方法和溶液掺杂方法制备了掺Bi双包层石英基光纤. 测试了掺Bi光纤预制棒切片的吸收光谱和掺Bi光纤在特定波长下的吸收系数,在不同波长的激光激发下, 研究了掺Bi光纤的近红外荧光光谱. 掺Bi光纤在976 nm激光激发下,其荧光光谱范围在1000---1400 nm之间, 荧光峰的峰值位于1140 nm附近,半高宽约为130 nm;在793和808 nm激光激发下得到了 1000---1700 nm的超宽带近红外荧光,半高宽超过250 nm.通过对掺Bi光纤预制棒切片进行900 ℃ 保温1 h的热处理后,发现在808 nm激光 激发下预制棒切片的荧光强度增加了近4倍.研究结果表明,具有超宽带荧光特性的双包层掺Bi光纤 有望作为超短脉冲激光器和可调谐激光器的增益介质.