准分子激光等离子体开关控制脉宽研究

 利用准分子激光等离子体技术,在紫外预电离XeCl准分子激光器上获得了最短1.58 ns的短脉冲激光输出。实验中分析了聚焦到薄膜表面的光束能量密度对所产生的等离子体密度的影响,并对不同等离子体密度及维持时间情况下脉冲压缩效果进行了讨论,给出了激光器谐振腔在稳定腔及非稳腔两种工作方式下的实验结果。激光器在稳定腔工作时,脉宽可压缩至2.87 ns;采用非稳腔结构时,在脉冲能量不变情况下减小聚焦光斑面积,提高入射到薄膜表面的能量密度,得到了最短1.58 ns的短脉冲激光输出。该技术适用于任何其它准分子器件。     

200 Hz高重复频率SBS脉宽压缩实验研究

受激布里渊散射(SBS)脉宽压缩是实现高峰值功率、短脉冲激光输出的重要途径之一,然而,目前SBS脉宽压缩仅限于1~10 Hz低重复频率激光器,限制了高重频短脉冲激光器在激光雷达、空间碎片探测以及目标成像等领域的应用。基于此,开展了高重复频率下的SBS脉宽压缩实验研究。设计搭建了高重复频率的主振荡放大激光器,开展了SBS二次级联脉宽压缩和SBS振荡放大双池脉宽压缩实验。通过SBS二次级联压缩实现了脉冲宽度从~32 ns压缩到~1.9 ns,脉宽压缩比达16倍;而通过SBS振荡放大双池结构实现了脉冲宽度从~4 ns压缩到376 ps,脉宽压缩比达10倍。实验结果表明,采用该超净封闭型SBS相位共轭镜,在Stokes光输出能量达50 m J时,无光学击穿现象,实现了在200 Hz高重复频率下的SBS脉宽压缩。     

利用脉冲负反馈压缩准分子激光脉冲

 分析了准分子激光脉冲在放大过程中的展宽现象。将饱和开关技术应用于放电泵浦激光器放大腔的放大压缩,发展了脉冲负反馈饱和压缩技术。利用该技术在天光一号系统前端LPX-150激光器上成功获得能量100 mJ、脉宽10 ns的脉冲输出,其空间分布均匀性保持在3%以内。这证明该技术可与无阶梯诱导非相干技术联合使用,在保证光束均匀性基础上进行脉冲压缩。     

利用脉冲负反馈压缩准分子激光脉冲

分析了准分子激光脉冲在放大过程中的展宽现象。将饱和开关技术应用于放电泵浦激光器放大腔的放大压缩,发展了脉冲负反馈饱和压缩技术。利用该技术在天光一号系统前端LPX-150激光器上成功获得能量100 mJ、脉宽10 ns的脉冲输出,其空间分布均匀性保持在3%以内。这证明该技术可与无阶梯诱导非相干技术联合使用,在保证光束均匀性基础上进行脉冲压缩。     

基于脉冲形成线充电的脉冲压缩技术

利用脉冲压缩技术,将具有一定初始电压的高阻抗长脉冲形成线对低阻抗短脉冲形成线充电到一定值时,其输出开关导通,在其后的传输线上可以产生高功率短脉冲。给出了脉冲压缩理论分析;前级脉冲驱动源采用GW级纳秒脉冲形成线,其特性阻抗为40Ω、电长度为3.9ns,输出脉冲宽度约8ns;研制了与前级脉冲驱动源匹配的脉冲压缩装置和变阻抗传输线,考虑到脉冲压缩装置低阻抗形成线绝缘击穿和开关导通限制,选取脉压装置形成线特性阻抗6.5Ω、电长度0.5ns。利用GW级纳秒脉冲驱动源开展了脉冲压缩实验,得到了输出功率增益达4倍左右的脉宽1.5ns高功率短脉冲,输出脉冲功率增益与理论值基本相符。     

单频脉冲透射式Q开关钕玻璃激光器

本文描述了一个单频钕玻璃激光器,它采用脉冲透射式Q开关和腔反射镜选模技术,获得了脉宽5ns,能量0.5mJ的单模激光脉冲.同时测量了其输出激光的空间、时间和光谱特性,其实验结果与最佳耦合Q开关激光理论的预测值一致.     

可控制变频率微片激光器

 用20 W光纤耦合LD作为泵浦光源，对Nd^{3+sup>:YVO_{4/sub>微片进行了增益开关实验，获得了可控制变重复频率（1 Hz～25 kHz）的调Q激光输出。输出脉冲激光的宽度为16 ns，输出的峰值功率在几W。从速率方程出发进行了增益开关理论研究，通过数值解，分析了输出激光特性：当泵浦电流高于产生单脉冲的电流时，增加泵浦电流将在一个泵浦脉宽中出现多个激光脉冲输出；增加泵浦脉宽，将在一个泵浦脉宽中出现多个激光脉冲输出，泵浦脉宽越大，子脉冲个数越多；当增加重复频率时，输出与泵浦激光重复频率完全一致的激光脉冲，但也将在一个泵浦脉宽中出现多个激光脉冲输出。}}     

短脉冲红外激光诱导等离子体微刻蚀单晶高温高压金刚石

采用短脉冲激光诱导等离子体辅助加工技术加工金刚石微结构,研究短脉冲红外激光的光强、脉宽、重复频率、靶材与金刚石基片之间的距离等加工参数对金刚石的加工线宽、槽深以及加工效果的影响.当用脉冲宽度大于4 ns的激光作用在方向良好的单晶金刚石上时,光热作用明显,诱导产生金属等离子团的能量密度达到一定阈值且复合短脉冲激光能量作用...     

电子等离子体波对超短脉冲激光传播过程的作用

提出等离子体波对光脉冲产生相位调制的观点,把光脉冲在背景等离子体波中传播时的频率移动与脉宽压缩效应统一起来。给出了脉宽演化的方程,它类似于在势阱中运动的经典粒子的能量守恒方程;估算了脉宽压缩对应的等离子体波振幅阈值。数值计算进一步证实这些结论。最后指出实验上用等离子体波压缩短脉冲激光脉宽的可能性。 关键词：     

用光激开关产生一高功率亚纳秒电脉冲的研究

报道了用全固态绝缘结构研制的横向型半绝缘GaAs光电导开关产生高功率亚纳秒电脉冲的性能和测试结果.8mm电极间隙的开关暗态绝缘强度达30kV.分别用ns,ps和fs激光脉冲触发开关的测试表明,开关输出电磁脉冲无晃动.3mm电极间隙开关的最短电流脉冲上升时间小于200ps,脉宽达亚ns;在偏置电压2000伏,光脉冲宽度8ns,能量1.2mJ的触发条件下,峰值电流达560A.用重复频率为76MHz和108Hz的光脉冲序列触发开关也获得清晰的电流脉冲序列.     

Generation of 1.5-12 ns width-tunable 532 nm pulses by adopting laser-induced plasma shutter technique

The pulse-shaping technique has found widespread applications in nonlinear optics and material processing. Experimental research on laser-induced plasma shutter to control the 532 nm pulse width is conducted. The impacts of the total pulse output energy on pulse compression are investigated, and a useful conclusion can be drawn that there exists an optimal value of pulse energy at which the shortest output pulse of 3.23 ns can be obtained without a device for delay-time. Once the device for delay-time is employed to change the optical differences between two laser paths, the pulse width can be further shortened to 1.51 ns. In short, the 1.5-12 ns width-tunable 532 nm laser pulses have been obtained by adopting the laser-induced plasma shutter technique.     

高效LD侧面泵浦腔外倍频绿光激光器

为满足激光加工、激光彩色显示、数据存储、医疗卫生和科研等领域对绿光激光器的需要,研制了一台高倍频效率、窄脉宽侧面泵浦腔外倍频的YAG/LBO绿光激光器。分析并计算了腔外最佳聚焦参数,确定了透镜的最佳聚焦焦距。实验中,利用808nm激光二极管侧面泵浦Nd:YAG晶体,使用BBO晶体进行加压式调Q,采用四分之一波片补偿Nd:YAG晶体的热退偏,最终实现了重复频率1kHz、输出功率10.7W的1 064nm输出,最大单脉冲能量为10.7mJ。在此基础上,采用Ⅰ类温度相位匹配LBO晶体对基频光进行腔外倍频,获得了重复频率1kHz、脉宽21ns、最大输出功率6.04W的532nm准连续绿光输出,倍频效率高达59.3%。     

等离子体削波纳秒激光脉冲波形测量

实验上采用比对方法测试了激光不经过固体与经过固体介质产生等离子体削波的脉冲波形信号,获得等离子体削波效应产生的脉冲削波倍数。实验结果表明,在波长1.064 m,脉宽1 ns,聚焦透镜焦距100 mm,薄石英片厚度100 m,约束等离子体的小孔直径80 m情况下,等离子体效应产生的脉冲削波倍数为12~14;分别改变石英片厚度和约束等离子体小孔直径,等离子体脉冲削波倍数不变;增加入射激光能量,脉冲削波倍数增加,且经过等离子体后的激光脉冲波形的后沿逐渐出现很陡的下降沿。在产生脉冲削波的截断点位置进行图形拼接重构得到激光脉冲波形信息。     

670nm电光调Q陶瓷激光器

为了进一步研究Nd∶YAG陶瓷激光器的红光波段,研制了一台重复频率为1 000 Hz的670 nm电光调Q Nd∶YAG陶瓷激光器.采用三个激光二极管列阵侧面抽运掺杂浓度为1.1at%、尺寸为Φ3×50 mm2的Nd∶YAG陶瓷晶体,根据实验测量的陶瓷晶体热透镜焦距,优化设计了折叠腔的各个参量,并对陶瓷晶体及倍频晶体热...     

Short pulse eye-safe laser with a stimulated Raman scattering self-conversion based on a Nd:KGW crystal

We present the results of a solid self-Raman laser based on a Nd:KGW crystal that is transversely pumped by laser diode bars. A beam of an eye-safe laser with a 31.8 mJ output energy and a 2.0 ns pulse width was obtained by applying a special s-polarized reflective resonator configuration in which the length of the Raman resonator was shorter than that of the fundamental radiation resonator. The eye-safe laser has the highest output energy and the shortest pulse width among the Nd:KGW lasers ever reported.     

GW级纳秒脉冲源激光触发同步实验

结合GW级纳秒脉冲源建立了实验平台,研究了激光触发开关的延迟时间及其抖动与激光能量、工作电压、激光波长、透镜焦距等参数的关系。结果表明:开关延迟与抖动随激光脉冲能量的上升、工作电压的上升而逐渐减小;采用紫外光得到的开关延迟与抖动小于相同条件下红外光得到的结果;在高气压小间隙开关条件下,采用小的透镜焦距可以得到更小的开关延迟与抖动。开关在自击穿电压220 kV、欠压比为80%、采用7 mJ,266 nm 波长激光时的抖动为0.3 ns,在此条件下进行了两台脉冲源的同步实验,得到其同步偏差85%置信率小于0.3 ns。     

Passively Q-switched 1.32-μm Nd:YAG laser with a V:YAG saturable absorber

By using a new saturable absorber V³⁺:YAG, a flash-lamp-pumped passively Q-switched Nd:YAG laser at 1.32 μm has been realized. The single-pulse energy and the pulse width of the output laser versus the pump energy are measured. With a cavity length of 440 mm and a pump energy of 43.4 J, the obtained single-pulse output energy and pulse width are 10 mJ and 86.9 ns, respectively, corresponding to a peak power of 115 kW.     

A Diode-Pumped Actively Q-Switched and Injection-Seeded Tm:LuAG Laser at Room Temperature

We elaborate a diode-end-pumped actively Q-switched injection-seeded Tm:LuAG laser. To achieve power scaling with good beam quality, we construct a more flexible laser with longer cavity accommodated strongly aberrated thermal lens in a Tm:LuAG laser and took special care in designing the laser resonator. Under Q-switched operation, we achieve a maximum output energy of 2.6 mJ with a pulse width of 318.2 ns at a pulse repetition frequency of 50 Hz. To control the spectral, temporal, and phase characteristics of the Tm:LuAG laser, the ring laser is injected by a seed laser, which provides a 50 mW single longitudinal-mode laser output at a wavelength of 2,022.6 nm. We achieve an output energy of 1.8 mJ with a pulse width of 293.0 ns after employing the injection seed.     

钇铝石榴石对撞增强型相位共轭腔的研究

报道了一种新型的相位共轭腔——对撞型钇铝石榴石受激布里渊散射相位共轭激光腔,实验结果发现该腔具有较低的启动阈值和100mJ以上的输出能量,它能输出稳定的20ns左右的自调Q脉冲,发散角为1．3mrad。在一定范围内,抽运电压越高,输出脉宽越窄;相位共轭腔越长,输出脉宽越宽;聚焦透镜对输出脉宽也有影响,焦距越短,脉宽越窄;焦距与介质池相对长点,输出能量相对高,远场发散角相对小些。实验给出了不同条件下的输出能量、脉冲宽度和光束发散角的情况。