影响柱形微腔回音廊模激光抽运阈值能量的因素

将石英光纤浸入染料溶液中形成圆柱形微腔,并采用近轴向消逝场抽运的方式,激发染料溶液的激光增益。柱形微腔回音廊模(WGM)激光抽运阈值能量的高低与抽运激光的消逝场和回音廊模消逝场的空间重叠程度有直接关系,同时也需要考虑低阶与高阶回音廊模损耗的影响。通过改变染料溶液的折射率以及光纤直径,来改变回音廊模的消逝场分布,从而改变两种消逝场空间重叠的体积以及回音廊模的损耗。实验结果表明,柱腔直径不变时,存在一个最佳的溶液折射率值;同时,溶液折射率不变时,也存在一个最佳的柱腔直径,使得一阶回音廊模激光抽运阈值能量最低。     

腔模红移对非线性微腔双稳态阈值的影响

影响非线性微腔双稳态阈值的因素很多,例如电介质折射率、周期数、缺陷层厚度、谱线宽度等.但是腔模红移起到了十分重要的作用.从理论上分析了红移对双稳态阈值的影响,并作了数值模拟.红移是研究双稳态阈值首先要考虑的问题.     

一种激光折叠腔稳定性分析及设计的新方法

为了对激光谐振腔进行优化设计,运用光学传输矩阵理论,借助V型折叠腔激光器的等效简化模型对该激光腔的稳定性进行了研究.分析了腔长、折叠镜焦距、反射镜曲率半径与系统稳定性的关系,得到以失调量为参数的稳区临界曲线方程,实现了三镜折叠腔型CO2斩光盘式调Q脉冲输出激光器的设计.分析结果表明,对于子腔预先给定的参量,只要另一子腔满足适当的失调量,整个谐振腔就是稳定的.任一子腔内有二个稳定区而非以往研究者提出的一个稳定区,可根据需要选取最佳的稳定点.采用失调量而非g因子作为参数,直接给出稳定区范围和失调误差,使用性好.     

由激光靶冲量耦合实验结果判定激光支持爆轰波点燃阈值

根据激光吸收区等离子体组分与激光功率密度的关系判定激光支持爆轰波(LSDW)的点燃阈值。在激光靶冲量耦合实验的基础上,用悬摆动力学方程计算了激光支持爆轰波对铝靶冲量和冲量耦合系数;继而由靶冲量与激光吸收区膨胀介质(等离子体和气体)比热比的Jouguet条件,以及由二维流体动力学数值模拟获得的激光靶冲量随时间的变化过程,得到了激光吸收区介质的比热比随激光功率密度的变化情况,由此可得激光吸收区介质比热比随激光功率密度的增大而减少的结论;根据等离子体和气体比热比的差异定量分析了不同激光功率密度条件下激光吸收区气体和等离子体的构成。由等离子体含量随激光功率密度的变化关系得到了激光支持爆轰波的点燃阈值在(1.62±0.01)×108~(2.10±0.07)×108W/cm2间的结果。     

圆筒压电振子产生周向行波的激励原理

圆筒型行波非接触超声马达需要在某圆周方向形成行波以产生驱动力。文章较系统地研究激励圆筒振子产生周向行波的原理，分别给出了激励源在空间和时间上的关系，为有效设计和激励压电振子提供了理论依据。同时对多种激励法进行了研究和比较，给出了相对简便的激励法。最后根据理论分析，设计了振子进行实验，实验结果与理论分析取得了较好的一致。     

二能级原子在激光衰波上的反射率与原子入射角的依赖关系

在二能级原子与激光衰波场相互作用的ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程的解析解的基础上数值计算了原子反射率与原子入射角的依赖关系。计算结果表明，在正失谐情况下的原子反射率很高；但对于负失谐情形．当入射角小时．反射率较低；当入射角增大时．反射率先增加，然后经过一个峰值再下降；当入射角进一步增加时．反射率又急剧上升。这结果与光波在介质表面的反射率随入射角的增大单调上升有所不同．对此进行了一定的分析。     

脉冲能量对激光推进中冲量耦合系数的影响

实验通过采用最大输出脉冲能量为100J的TEACO2激光器,研究了从13~80J的激光脉冲能量对大气呼吸模式激光推进冲量耦合系数的影响。结果表明当脉冲能量在80~24J变化时,冲量耦合系数没有明显变化,当脉冲能量下降至22J以下时,冲量耦合系数下降52%。对这一特性进行了初步的理论分析,并通过改变实验环境气体压强,对这一理论进行了验证。     

多级染料激光放大器中激光增益与放大自发辐射强度的理论研究

利用激光增益和放大自发辐射 (ASE)理论 ,对不同条件下的染料激光放大器的激光增益和ASE强度进行了数值计算。分析了当入射光强远小于和大于有效饱和光强时 ,激光增益和ASE强度与入射光相对强度的关系 ,讨论了在两种条件下ASE系数以及染料池端面反射系数对激光增益和ASE成分的影响。最后利用这些结果 ,对连续激光的多级染料放大系统的优化设计进行了讨论。     

方形波导激光器的反射耦合研究

针对方形波导激光器的反射耦合问题提出了一种采用柱面反射镜的新型耦合方式。应用衍射理论详细推导了柱面反射镜和球面反射镜对方形波导激光器的耦合效率。通过数值计算分别得到采用球面反射镜时,EH11模和EH21模的耦合效率对反射镜曲率半径R的关系曲线,以及采用柱面反射镜时EH11模,EH21模和EH12模的耦合效率曲线。通过对比,得到波导口到反射镜距离d较小的时候,柱面反射镜对EH11模具有与球面反射镜接近的耦合效率。同时相对球面反射镜,柱面反射镜对EH21模和EH12模具有更强的抑制作用。在d较大时,相对球面反射镜柱面反射镜对EH21模的抑制作用将会变得更强,而对EH12模的抑制作用将会减弱。     

光纤倏逝波吸收传感器灵敏度模拟分析

基于光波导模式理论,结合光纤倏逝波吸收原理,分析了本征型单模光纤倏逝波的传输特性及功率传输情况,导出了光纤倏逝波吸收传感器的灵敏度公式。结合灵敏度公式分析了传感器的几何参数、溶液折射率及入射波长与灵敏度的关系,运用时域有限光束传播法（FD BMP）进行模拟。模拟结果表明,光纤传感区纤芯越长越细,外界溶液折射率越小,入射波长越短,其归一化输出功率越小,传感器灵敏度越高,这与理论计算和文献实验结果一致,为光纤倏逝波吸收传感器的研究提供了参考。     

激光驻波场中铬原子的三维沉积特性分析

利用近共振激光驻波场操纵中性原子实现纳米级条纹沉积是一种新型的研制纳米结构长度标准传递方法,但仅通过一维和二维形式的仿真不能给出激光驻波场作用下中性原子沉积纳米光栅的全部信息。利用半经典模型,从铬原子在高斯激光驻波场中的运动方程出发,通过四阶Rungo-Kutta法模拟了铬原子在高斯激光驻波场中的三维运动轨迹以及三维沉积条纹结构,并分析了原子束发散、色差和球差等因素对三维运动轨迹及沉积条纹结构的影响。结果表明,利用三维仿真形式模拟高斯激光驻波场中铬原子的运动得到的结果与一维和二维形式下相比可以直观地表现出其较为详细的本质。     

千瓦级高光束质量半导体激光线阵合束光源

低光束质量严重限制了大功率半导体激光器的应用,为了满足日益增长的工业和国防领域应用需求,发展兼具高功率和高光束质量激光输出的半导体激光光源具有重要意义。采用线阵合束方式集成20个传导热沉封装半导体激光单元,结合斜45°柱透镜阵列整形方法和准直技术,直接均衡激光束快慢轴方向的光斑和发散角,通过波长合束和偏振合束,研制出一种可实用化、连续输出功率1030W、快慢轴方向光参量积分别为18.3mm.mrad和17.7mm.mrad、最大电-光转换效率44%的808nm和870nm双波长半导体激光合束光源,实现了高效率、高功率和高光束质量激光输出,可作为直接光源应用于工业和国防领域。