采用半导体量子阱薄膜实现Nd:YAG激光器被动锁模

采用金属有机化学气相淀积(MOCVD)法在InP衬底卜低温生长6个周期的InGaAsP多量子阱薄膜,薄膜对1.06μm激光的小信号透过率为23%.该薄膜兼作Nd:YAG激光器的可饱和吸收体及耦合输出镜,实现1.064 μm激光的被动锁模运转,获得平均脉宽23 ps,能量15 mJ的单脉冲序列.采用射频磁控溅射法在石英衬底上制备4个周期的Si/SiNx多量子阱薄膜,样品在氮气环境下以1000℃退火30 min后,插入Nd:YAG激光器腔内,实现1.064μm激光的被动锁模,获得脉宽30 ps的脉冲序列.多量子阱半导体薄膜作为可饱和吸收体实现激光器的被动锁模具有成本低、设计和制作简单、运转稳定和使用方便的优点.     

脉冲激光器输出能量对薄膜损伤阈值测试的影响

薄膜损伤阈值是薄膜抗强激光作用的关键参数，而脉冲激光器的输出能量直接决定了激光薄膜损伤闲值测试结果及其测试精度。激光器的工作电压、频率以及传输距离是影响能量的重要因素。根据脉冲激光器的工作原理，建立了能量与电压、能量与频率和能量与传输距离的数学模型。在激光器工作电压范围内（300～1100V）进行了实验研究，结果表明：不同频率下建立的能量与电压的数学模型不同；同一工作频率下，激光输出能量与电压有两个线性区域；能量稳定性最好的区域其RMS值小于0．025，PV值小于0．07；输出能量随着探测距离的增加而减小。该结果为激光薄膜损伤阂值测试精度的提高提供了可靠的理论依据。     

读者信箱

答读者:1.什么叫薄膜的抗激光强度?答:大家知道,激光是一种特殊的强光源,它可在极短的时间内释放出很大的能量,从而使激光元件其中包括薄膜迅速遭到破坏。要提高激光器的功率,就必须提高激光元件特别是薄膜的抗激光破坏能力。薄膜的抗激光强度指     

放电激励重复频率非链式HF激光器

 利用紫外预电离横向放电和气体循环结构建立了一套放电激励重复频率HF激光装置。研究了激光器工作介质SF6/C2H6混合气体放电特性和激光输出特性,获得激光器单次运行的最佳输出参数;通过对激光器重复频率运行时不同气体流速、充电电压与气体总压条件下的放电状态和输出能量的比较,分析了激光器重复频率稳定运行的必要条件。结果表明：所研制的激光器最大单脉冲能量0.6 J,峰值功率3 MW,电光转换效率2.4%;当混合气体工作介质以3.5 m/s的流速循环时,激光器稳定运行的最高工作频率可达50 Hz,脉冲输出能量稳定在0.26 J,平均功率达到13 W。     

高功率横流CO2激光器脉冲预电离过程研究

本文给出了对高功率横流CO_2激光器脉冲预电离过程的理论和实验研究.表明了预电离过程中光电离的重要作用.实验结果表明,脉冲预电离可增大高功率横流CO_2.激光器的pd值(p为放电气压、d为放电间隔),增大放电区注入功率密度.对于提高此类型激光器的放电稳定性和输出激光功率是一种技术简单而有效的手段.     

飞秒激光诱导ZnO :Al薄膜周期结构及其光致发光特性

利用单束800 run飞秒激光在掺杂了Al的ZnO薄膜中制备了纳米周期条纹结构.研究了不同能流密度的飞秒激光在照射不同的时间后,表面纳米周期结构的变化规律及其形成机制.利用He-Ge激光器作为激发光源,研究了ZnO:Al薄膜的光致发光特性及其与纳米周期结构的关系.结果表明,近带隙发光增强的主要原因是800 nm飞秒激光...     

激光蒸发淀积高Tc超导薄膜

本文简要介绍激光蒸发淀积高Ｔｃ超导薄膜技术的基本原理．主要工艺特点，各种激光器在制备高Ｔｃ超导薄膜中的应用及所取得的重要成果．     

HfO_2/SiO_2高反膜、增透膜及偏振膜的1064nm激光损伤特性

高反膜、增透膜和偏振膜是Nd∶YAG激光器中的关键薄膜元件 ,其抗激光损伤能力直接影响到激光器的输出能量和功率。由于优异的物理化学性能 ,高功率Nd∶YAG激光器的光学薄膜一般采用HfO2 /SiO2 膜料组合镀制 ,因而用此膜料镀制的光学薄膜的激光损伤特性是薄膜工作者重点关注的问题。对光学中心APS15 0 4镀膜机镀制的HfO2 /SiO2 高反膜、增透膜和偏振膜等开展了 10 64nm的激光损伤实验研究 ,用 2 0 0倍的Normaski显微镜详细分析了高反 ,增透和偏振膜的激光损伤图貌 ,发现对于脉宽为 10ns波长的 10 64nm的激光而言 ,高反膜基本表现为孔洞和等离子体烧蚀疤痕 ,孔洞是由薄膜中的节瘤 (nodular)缺陷的激光损伤引起的 ,损伤的能流密度较低 ,为薄膜的零损伤阈值密度。疤痕为薄膜的激光等离子体烧伤引起的 ,尺寸大小与激光能量密度成近似正比。增透膜一般为双面镀 ,分前后膜堆两种情况 ,前膜堆表现为孔洞和疤痕 ,与高反膜相似 ;后膜堆为孔洞型的小圆麻点聚积 ,麻点处的薄膜完全剥落 ,没有疤痕等烧伤痕迹 ,是激光在基片之间形成的驻波电场损毁 ,损伤阈值比前膜堆低 1 5倍 ,决定着增透膜的损伤阈值。偏振膜的低能量密度损伤与增透膜后膜堆相似 ,表现为孔洞型小麻点聚积 ,损伤处未见疤痕等烧蚀痕迹。对薄膜小尺度损?     

辉光放电等离子体辅助XeCl准分子激光溅射沉积碳氮薄膜

利用直流辉光放电等离子体辅助的脉冲激光沉积技术在Si衬底上生长了碳氮薄膜.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、俄歇电子能谱等多种手段,对薄膜的形貌、成分、晶体结构、价键状态等特性进行了分析和确定.结果表明,沉积薄膜为含有非晶SiN和晶态氮化碳颗粒结构,晶态成分呈多晶态,主要为α-C₃N₄相、β-C₃N₄相,晶粒大小为40—60nm.碳氮之间主要以C-N非极性共价键形式相结合. 关键词： 脉冲激光沉积 直流辉光放电 碳氮薄膜     

年度主题索引

CCD摄像机 2005032392 2005032393 2005043171 2005053725 CCD摄影机 2005053989 CCD探侧拐 2005010472 2005032103 CCD圈像传盛器 2005010473 2005010474 2005053721 Cr，YAG激光器 2005010122 Er’YAG激光舫 2005064072 Fe凡薄膜 2005032040 GaP多晶 2005032261 HoNe激光拐 2005042533 HgCdTe 2005042956 2005053946 HgCdTe薄膜 2005032012 2005053947 HO，YLF激光 器 2005042526 11’()薄膜 2005021303 2005064309 J一C模型 2005020806 2005020814 2005020816 2005020829 2005042426 LB腆 2005010444 .2005010445 200506…     

高气压预电离短脉冲XeCl准分子激光产生研究

研究了在高气压、大体积、泵浦功率1.395 9 MW·cm-3抽运下,产生的XeCl*准分子激光光谱,波段307.7～308.5 nm,结果显示有两个谱线峰值307.98和308.19 nm,谱线最强的跃迁是B—X跃迁,脉冲宽度11.13 ns。在气体配比HCl∶Xe∶He=0.1%∶1%∶98.9%下,采用预电离初始电子,产生稳定辉光放电过程,获得了0.5～5 Hz,单脉冲能量450 mJ,束散角3 mrad, 短脉冲的准分子激光。     

准分子激光功率标准探测器的研制

采用高热导率碳化硅陶瓷作为吸收体材料,基于厚膜技术制作电热单元,研制了10 mW～1 W电校准准分子激光功率标准器,基于电替代法实现激光功率量值复现,量值复现不确定度达到0.26%（k=1）。在脉冲激光条件下对SiC陶瓷和几种常用的面吸收体材料进行了激光损伤测试,结果显示高热导率SiC陶瓷具有较高的抗损伤性能,设计的锥形结构吸收体在248 nm准分子激光条件下能量损伤阈值为2.2 J/cm2。在多波长下基于积分球系统测量了腔体吸收率,介绍了248 nm准分子激光条件下吸收率测量方法,设计的腔体在几种波长下吸收率大于0.99。基于电校准法实验测量了标准器的光电等效性,灵敏度光电不等效修正因子为1.002 6。     

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。     

脉冲功率技术在短波长气体激光器中的应用

 介绍了脉冲功率技术在离子准分子、准分子和软X射线激光研究中的应用情况。给出了三种激光产生对泵浦源电学参数的要求,并给出实现这些电学参数的实验装置以及实验装置的性能指标。在软X射线激光研究方面,利用10级Marx发生器和Blumlein传输线,建立了最高电流峰值40 kA,前沿为26.6 ns的毛细管放电装置,并实现了46.9 nm激光输出。建立了输出电压600 kV、输出电流20 kA的电子束装置,并作为泵浦源实现了离子准分子光腔效应。为了泵浦S2准分子,采用横向放电方式和低电感放电回路,实现了电压脉冲宽度为29.2 ns的窄脉冲放电。     

Generation of 2－10ns Excimer Laser Pulse by Optical Synchronizing Wave－clipping

Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆ２－１０ｎｓＥｘｃｉｍｅｒＬａｓｅｒＰｕｌｓｅｂｙＯｐｔｉｃａｌＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇＷａｖｅ－ｃｌｉｐｐｉｎｇＸＩＡＮＧＳｈｉｑｉｎｇ；ＬＯＵＱｉｈｏｎｇ；ＤＯＮＧＪｉｎｇｘｉｎｇ；ＭＡＮＧＹａｎｐｉｎｇ；ＷＥＩＹｕｎｒ...     

Characterization of boron carbon nitride film modified by excimer laser annealing

Boron carbon nitride (BCN) shows promise as a field emitter material because of its mechanical hardness, chemical inertness, and low electron affinity. This study investigated the modification of a BCN film with an amorphous area using KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, photon energy: 5.0 eV) annealing without substrate heating. This achieved significant variation in characteristics, such as an increase in bandgap energy and decrease in electron affinity. Laser annealing reduced electron affinity from 0.7 to 0.3 eV. The results indicate that the modification of the BCN film by KrF excimer laser annealing achieves characteristics similar to hexagonal BN (h-BN) film without losing the desirable properties of the BCN film, such as physical stability.     

Visualization of nanosecond laser-induced dewetting,ablation and crystallization processes in thin silicon films

In the present work, nanosecond pulsed laser crystallization, dewetting and ablation of thin amorphous silicon films are investigated by time-resolved imaging. Laser pulses of 532 nm wavelength and 7 ns temporal width are irradiated on silicon film. Below the dewetting threshold, crystallization process happens after 400 ns laser irradiation in the spot central region. With the increasing of laser fluence, it is observed that the dewetting process does not conclude until 300 ns after the laser irradiation, forming droplet-like particles in the spot central region. At higher laser intensities, ablative material removal occurs in the spot center. Cylindrical rims are formed in the peripheral dewetting zone due to solidification of transported matter at about 500 ns following the laser pulse exposure.     

XeCl准分子激光能量提取研究

在高功率准分子激光系统建设中,希望能获得较短的脉冲宽度和尽量多的激光能量。实验研究了不同注入水平下,脉冲时间间隔对脉冲链放大波形和放大器提取效率的影响;基于四能级速率方程和准分子反应动力学建立了准分子激光放大模型,计算了多种注入方式下种子光的放大过程,对关键参数给出了量化描述,得到与实验相符的计算结果。研究结果显示:脉冲序列间隔为9.3ns时,可获得约95%的连续注入情形下放大能量;对该准分子激光系统来讲,9.3ns是比较合适的脉冲间隔。     

用308nm准分子激光对几种卷烟用纸打标的研究

激光打标由于具有快速、精度高及非接触等优点，是激光在工业领域的又一应用。准分子激光是一种大功率高重复率的紫外激光器，与ＣＯ２、ＹＡＧ等红外激光相比，一般具有打标效率高、热效应小、图案更精密等优点。近年来国内外均对准分子激光打标进行了一些研究，主要集中在对金属、高分子聚合物及陶瓷等硬脆材料的打标的研究。本文研究了用３０８ｎｍ准分子激光对几种卷烟用纸打标。用适当能量密度的３０８ｎｍ准分子激光对印有数种颜色的烟盒纸、过滤嘴纸打标，获得了清晰可见的图案标记。分析了该打标过程的作用机理，通过实验得出了对几种不同的卷烟用纸打标的能量密度阈值条件及优化条件。     

Rapid discharge-pumped wide aperture X-ray preionized KrF laser

A wide aperture X-ray preionized discharge-pumped KrF excimer laser has been constructed. A flat plate pulse-forming line (36 nF, 340 kV) charges a peaking capacitor (6 nF) through a rail-gap to facilitate a rapid discharge in the laser head. Collimated X-ray preionization is employed to obtain a wide and uniform discharge. The laser is intended to be used as a short pulse amplifier and results are presented when characterized as an oscillator. The active cross-section of the laser beam is 10×8 cm² with 50 cm effective electrode length. The laser pulse energy exceeds 4.7 J in a 28 ns pulse (FWHM).