LDA侧面泵浦薄片激光器的泵浦光和温度分布

建立了激光二极管阵列(LDA)环绕侧面泵浦复合薄片激光器的数值模型,LDA的快轴垂直于薄片表面并被压缩。依据LDA的输出光束特性,考虑到介质与空气的对流热交换和材料热导率的温度相关性,根据经典热传导方程,运用有限单元法,得出了薄片内的泵浦光和温度分布。分析了LDA个数、泵浦距离、吸收系数和光束发散角对薄片内泵浦光分布和吸收效率的影响规律,讨论了温度与泵浦功率、换热系数、冷却液温度和时间的变化规律,所得的有关规律与相关实验相符合。计算结果可为LDA泵浦固体激光器的结构优化设计和实验研究提供理论参考。     

脉冲LD泵浦电光调Q深紫外激光器

研制了千赫兹213 nm深紫外全固态激光器。激光器采用脉冲LD侧面泵浦方式和电光调Q技术,实现了10瓦级基频光的稳定输出。利用多次倍频技术,实现了稳定的213 nm深紫外激光输出。当LD泵浦电流为80 A时,213 nm激光输出的最大平均功率达到了151 m W,激光器重复频率为1 k Hz,激光脉冲宽度为10ns,功率不稳定度为3%。同时,对激光在非线性晶体中的偏振匹配和不同重复频率条件下的激光器运转特性进行了分析。     

激光二极管阵列侧面泵浦薄片激光器的热效应

建立了激光二极管阵列快轴垂直于薄片表面、对快轴压缩、环绕侧面泵浦复合薄片激光器的数值模型。依据激光二极管阵列的输出光束特性,运用有限元法,得出了薄片内的泵浦光、温度和热应力分布。分析了温度和热应力与泵浦功率、换热系数和时间的变化规律。模拟结果表明：热破坏主要为复合面外侧的拉伸破裂;温度和应力的上升时间和恢复时间随泵浦功率的变化不明显,随换热系数的增大而减小,存在一个最佳的换热系数;考虑热力学参数温度相关性的稳态温度和应力要大于不考虑热力学参数温度相关性时的值。     

一种LD泵浦双向输出固体环形激光器

提出了一种用于激光陀螺仪的LD泵浦Nd∶YVO4双向输出固体环形激光器。计算了谐振腔的环绕矩阵,分析了曲面镜焦距和放置距离对谐振腔稳定性的影响。得出了构成环形腔的稳定条件,光腰最大化条件,以及光束特性。并对所设计的环形腔进行了实验,获得了双向、多纵模基横模连续输出。     

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%。     

二极管激光器泵浦的固体激光器

本文简要介绍了二极管激光器泵浦的固体激光器的结构、优越性、研究现状以及发展前景，     

LDA侧面泵浦固体激光器泵浦结构参数优化

为LDA侧面泵浦Nd∶YAG棒状固体激光器的优化设计、参数选取及后续试验提供了理论依据和参考,建立了环形侧面泵浦棒状介质泵浦光场分布数值计算模型,研究了LDA侧面泵浦固体Nd∶YAG激光器泵浦光场的分布特点。模拟分析了LDA的bar间距、玻璃管厚度、激光晶体半径等几个主要泵浦结构参数对泵浦光场分布的影响。通过对不同泵浦参数下泵浦光分布特性的数值计算,优化了LDA侧面泵浦固体激光器的泵浦结构参数,优化后的仿真结果表明:在泵浦距离为2 mm条件下,晶体直径为4 mm,玻璃管套筒厚度为1 mm,冷却水层厚度为1 mm时,泵浦光在晶体中心处强度相对值为40.8%,在晶体轴心附近分布比较均匀,且均匀分布区域相对较大。     

高功率LD阵列泵浦激光器小型化研究

为满足一些武器装备对激光系统小型化及输出激光光斑均匀性较高的要求,通过设计LD侧面对称半环状泵浦的泵浦方式,使得输出的激光光斑形状基本为圆形,激光光斑的均匀性有了较大提高.采用凹面全反射镜补偿热效应以及设计紧凑激光谐振腔型,在注入电流60 A、频率为20 Hz时,得到平均单脉冲能量为96 mJ (脉冲能量波动小于6%)、脉宽为10 ns、发散角为3 mrad的近似圆形激光输出,激光系统在高温50℃时工作稳定.     

烟火泵浦钕玻璃激光器出光实验研究

烟火泵浦是激光器小型化、便携化的一种解决方法。研制了一种用于钕玻璃激光器泵浦源的化学试剂,其主要成分为金属粉和碱金属含氧酸盐。设计了烟火泵浦钕玻璃激光器实验装置,激光器采用平-凹腔结构、紧包型侧面泵浦,输出镜反射率98％,钕玻璃棒尺寸f8 mm×100 mm。采用A,B两种配方的泵浦源进行出光实验,A配方得到了波长为1 053 nm能量为29 mJ的激光,B配方没有出光。分别计算了两种泵浦源的阈值辐射强度,并与测量得到的药剂辐射强度平均值比较。A配方所提供的辐射强度2.68×104 W·sr-1,大于阈值2.37×104 W·sr-1;B配方小于阈值,未能出光。这与实验结果吻合,证明烟火泵浦方法可行。     

烟火泵浦钕玻璃激光器出光实验研究

 烟火泵浦是激光器小型化、便携化的一种解决方法。研制了一种用于钕玻璃激光器泵浦源的化学试剂,其主要成分为金属粉和碱金属含氧酸盐。设计了烟火泵浦钕玻璃激光器实验装置,激光器采用平-凹腔结构、紧包型侧面泵浦,输出镜反射率98％,钕玻璃棒尺寸f8 mm×100 mm。采用A,B两种配方的泵浦源进行出光实验,A配方得到了波长为1 053 nm能量为29 mJ的激光,B配方没有出光。分别计算了两种泵浦源的阈值辐射强度,并与测量得到的药剂辐射强度平均值比较。A配方所提供的辐射强度2.68×104 W·sr^-1,大于阈值2.37×104 W·sr^-1;B配方小于阈值,未能出光。这与实验结果吻合,证明烟火泵浦方法可行。     

一种改进的激光二极管纵向泵浦固体激光器的腔模设计方法

以空间相关的速率方程理论为基础，提出了一种改进的激光二极管纵向泵浦固体激光器的设计方法，给出了在一定泵浦耦合方式下，激光腔模尺寸和输出耦合率最佳值的选取依据，以采用不同耦合系统的端面泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ激光器设计实例，相应的实验结果与有理论计算符合得较好。     

激光二极管端面泵浦的单频固体激光器的理论研究

给出了激光二极管端面泵浦的驻波激光器单频运转时的最大泵浦功率与腔参数和激光介质参烽之间的简单函数关系，对于单频激光器的设计具有实际指导意义。     

半导体激光泵浦复合晶体固体激光器的热效应

为了验证复合晶体使用到半导体泵浦的固体激光器中与非复合晶体的区别,提高半导体泵浦的固体激光器的工作效率,开展了半导体激光泵浦YAP/Tm∶YAP复合晶体固体激光器的热效应的验证实验。采用有限元分析法,模拟了晶体温度及热应力的分布,并分析了热透镜长度的变化情况。结果发现,与非复合晶体相比,复合晶体的温度和热应力均有不同程度的下降,复合晶体工作时的最高温度降至其80%,热应力降至其70%。同时也验证了热透镜焦距不随非掺杂晶体长度的增大而改变,这也意味着复合晶体不能有效提高复合激光的光束质量,但是可以确保输出激光光束质量的稳定性。因此可以证实,使用复合晶体能够有效改善激光器的温度和力学特性,但不能优化固体激光器的光束质量。     

YAG物理特性参量对LD泵浦固体激光器热效应的影响

针对LDA三角均布侧泵结构激光棒,采用有限元方法,在YAG介质热传导率和热膨胀系数的温度无关和相关条件下,比较分析了激光介质的温度和热应力分布.数值模拟结果表明,考虑YAG介质特性参量的温度相关性时介质的热效应将变得更加严重,并且泵浦越强,YAG特性参量的温度相关性对热效应的作用越明显.因此在设计激光器,特别是大功率激光器时应对激光介质物性参量的温度相关性加以考虑.     

激光二极管抽运的环形单频激光器的强度噪声特性研究

实验测定了激光二极管抽运的Nd:YVO4,Nd:YAG和Nd:YAP环形单频激光器的强度噪声谱,并与激光器的量子理论模型计算结果作了对比.研究表明,激光二级管抽的单频激光器输出的激光并非相干态光场,在几百kHz的频率上存在高于量子噪声几十dB的弛豫振荡,而在远高于弛豫振荡的频率范围达量子噪声基础,且随抽运功率的增大,弛豫振荡的频率将向高频方向移动,而弛豫振荡的幅度减小.     

Relationship between Timing Jitter and Prism Separation in Mode-locked Solid State Lasers

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｊｉｔｔｅｒｉｓｃａｕｓｅｄｆｒｏｍｓｅｖｅｒａｌｓｏｕｒｃｅｓ :ｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｖｉｔｙｌｅｎｇｔｈｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｓｅｐｌａｔｅ ,ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｂｙｍｅｃｈａｎｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ ,ｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇａｉｎｍｅｄｉｕｍｂｙｔｈｅｎｏｉｓｅｏｆｔｈｅ ｐｕｍｐｉｎｇｓｏｕｒｃｅ ,ｔｈｅａｍｐｌｉｆｉｅｄｓｐ…     

固态配电技术在航天器中的工程应用

随着航天事业的发展,新一代航天器规模越来越大,相应的电子设备也随之增多,设备用电需求变得更加复杂,供配电系统也在不断地由传统式向着智能化方向发展,同时,为了提升运载能力,要求设备进行智能化、集成化设计,传统基于继电器的供配电系统在智能化、可靠性等方面已不能满足需要,采用固态配电技术是当前的发展趋势。介绍了固态功率控制器在航天器中的技术应用,采用固态配电技术设计了高可靠智能化供配电系统,满足了航天器中复杂的供配电需求,提出并解决了固态配电技术工程应用中的大电流配电、负载的开通关断、机内检测及保护设计难点,为固态配电技术在未来航天器中的工程应用提供了成功实践经验。     

全固态碟片激光器的多孔泡沫热沉传热特性研究

高功率全固态碟片激光器在运行中产生的热透镜效应会引起激光器输出功率降低、光束质量退变,针对该问题本文将多孔碳化硅泡沫和毫米通道引入到全固态碟片激光器的换热热沉中,并将其应用于多冲程泵浦的全固态碟片激光器.利用有限元分析软件对其结构模型参数进行了优化,当碳化硅厚度为2 mm,孔隙率为40%,入水口压力为4 kg(0.4 MPa)时,系统理论换热系数为1.51×10^5 W/m^2·K,实验测量结果为1.45×10^5 W/m^2·K,理论和实验结果较为接近,验证了理论模型的正确性.最后利用该新型热沉搭建了基于Yb∶YAG的24冲程全固态碟片激光器实验装置,获得输出功率为393 W,波长为1030 nm的连续激光输出,光-光转换效率达到52%,光束参数乘积为5.918 mm·mrad.     

面对21世纪机遇与挑战的高功率固体激光

对高功率固体激光的物理和技术问题以及发展趋势和应用前景作了详细的评述和分析。     

Experiment Research on a Highly Stable LD-pumped Solid State Laser

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｉｎｈｉｇｈｐｏｗｅｒｌａｓｅｒｓｙｓｔｅｍｈｉｇｈｌｙｓｔａｂｌｅｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｌａｓｅｒｉｓｖｉｔａｌｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｄｕｅｔｏｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＬＤｐｕｍｐｓｏｕｒｃｅａｎｄｔｈｅｌｅｎｇｔｈｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒｒｅｓｏｎａｎｔｃａｖｉｔｉｅｓＬＤ ｐｕｍｐｅｄｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｌａｓｅｒｓｈａｖｅｐｏｗｅｒｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆａｒｏｕｎｄ± 10 % .Ｗｉｔｈａｍｏ…