大电流窄脉宽LD脉冲驱动电源研究

基于三维激光成像雷达成像性能的需求,设计了一款应用于其发射系统的半导体激光器脉冲驱动电源。在对驱动电路模型理论分析的基础上,选取了RF高速功率开关,并运用PSPICE工具对驱动电路进行了仿真分析,设计出了一款峰值电流可达30A,上升沿小于2ns,脉宽小于6ns,重复频率15kHz的LD脉冲驱动电源。该设计满足激光成像雷达发射系统的技术指标要求。     

高阶非线性效应对飞秒脉冲激光器的影响

本文以分段计算法用高阶非线性薛定谔方程讨论了激光器的传输过程,考虑了有三阶色散、高阶非线性效应-自陡峭效应存在时,激光器中飞秒脉冲的传输特性,给出了棱镜对的分离距离与激光器脉宽的关系,并用数值计算法模拟了脉冲在激光器中的传输过程.     

一种大功率窄脉冲半导体激光器测试台的研制

大功率窄脉冲半导体激光器主要光电性能参数为:输出峰值光功率、阈值电流、正向电压、上升时间、峰值波长、光谱半宽、半强度角.根据激光制导系统对大功率窄脉冲激光器参数的特殊测试要求,研制一种大功率窄脉冲激光器测试平台,将小型化大功率激励器功放模块、大范围可调DC-DC模块、信号源板、激光器座、光学准直镜集成在一个平台上,与峰值功率计、光谱仪、CCD摄像机等仪器配合,可测出大功率窄脉冲激光器的峰值功率、峰值波长及波长随温度变化的漂移特性、发光芯均匀性等参数.介绍了大功率窄脉冲激光器测试台的特点,并对测试结果作了论述.     

LD脉冲侧面泵浦Nd∶YAG电光调Q低重频窄脉宽紫外激光器

介绍了在1~20 Hz电光调Q情况下,半导体脉冲激光侧面泵浦Nd∶YAG晶体腔外四倍频266 nm紫外激光器的输出特性.实验采用直腔结构,在腔外分别利用KTP和BBO晶体产生532 nm倍频绿光、266 nm四倍频紫外激光.当泵浦电流为120 A、重复率为1 Hz时,266 nm紫外激光最大单脉冲能量为15.4 mJ、脉宽8 ns,峰值功率高达1.93 mW;重复率20 Hz时,获得了最大平均功率为156.2 mW的266 nm紫外激光输出,四倍频的转换效率为10.63％.同时利用一组分光镜,获得了352 mW的532 nm脉冲绿光和423 mW的1 064 nm脉冲红外光输出.     

纳秒电光调Q Nd:YVO4激光器

 介绍了一种新颖的短腔电光调Q窄脉宽激光器,通过分析影响脉宽的主要因素,确定了激光器的结构及参数。在准连续端面泵浦条件下,采用掺杂原子分数为1.0%、沿a轴切成布儒斯特角的Nd:YVO₄晶体作为增益介质,直接获得偏振光振荡,有效缩短了腔长。在物理腔长20 mm时,采用退压式电光主动调Q结构,减小了插入损耗,获得了脉冲宽度为1.049 ns、单脉冲能量为0.32 mJ、光束质量平方因子为1.9的稳定激光输出。     

纳秒电光调Q Nd:YVO4激光器

介绍了一种新颖的短腔电光调Q窄脉宽激光器,通过分析影响脉宽的主要因素,确定了激光器的结构及参数。在准连续端面泵浦条件下,采用掺杂原子分数为1.0%、沿a轴切成布儒斯特角的Nd:YVO4晶体作为增益介质,直接获得偏振光振荡,有效缩短了腔长。在物理腔长20 mm时,采用退压式电光主动调Q结构,减小了插入损耗,获得了脉冲宽度为1.049 ns、单脉冲能量为0.32 mJ、光束质量平方因子为1.9的稳定激光输出。     

窄脉宽LD泵浦全固态绿光激光器的实验研究

研究了绿光平均功率达84W的高稳定声光调Q全固态激光器。通过理论分析和试验研究,针对KTP热效应以及Nd∶YAG棒的热致双折射效应,设计并优化了谐振腔来压窄脉宽。采用35个20W的高功率LD侧面抽运Nd∶YAG棒和Ⅱ类相位匹配KTP晶体(24℃时相位匹配角为Φ=23.6°,θ=90°,尺寸为7mm×7mm×7mm),采用双声光Q开关,高效平凹结构,实现了高功率内腔倍频激光器的稳定运转;在抽运电流25A时,获得了重复频率为10kHz,脉冲宽度优于45ns,输出功率为84W的高功率、高重频、窄脉宽绿光(532nm)输出,光_光转换效率为14.3%,不稳定度为±3%。     

100W全光纤化高重频窄脉宽光纤激光器

报道了一种基于主振荡功率放大结构工作的全光纤化高重复频率窄脉冲宽度光纤激光器.种子源是一个直接电脉冲调制的1 063 nm光纤耦合输出半导体激光器.为了抑制放大器中产生的放大自发辐射光,将种子激光的脉冲波形调制为二阶超高斯型.峰值功率为950 mW的半导体激光器经过2级大模场掺镱双包层光纤放大器(纤芯分别为10μm和30μm)功率放大后,最终获得了平均功率为101 W、重复频率为200 kHz、脉冲宽度为14.77 ns、峰值功率为34.2 kW、3 dB光谱宽度为0.261 nm、光束质量M~2为1.17的脉冲激光输出.与传统的纳秒级脉冲光纤激光器相比,该激光器峰值功率高、光束质量优、光谱宽度窄、结构简单,可广泛应用于激光雷达、遥感探测、倍频和光参量震荡等领域.     

基于增益负反馈的COIL自脉冲方法

针对超音速化学氧碘激光器增益介质的横流特性,设计了具有增益负反馈的光学谐振腔结构,通过化学反应的超音速流场和光场的耦合仿真,根据具体的激光器运行参数,论证了这种结构实现自脉冲激光的可行性。结果表明：振荡激光在增益区上游放大次数越多,对上游增益介质能量提取能力越强,脉冲调制作用越显著。采用激光光斑缩束再放大的结构设计,脉冲激光的峰值功率提高10~20倍,从理论上证明了增益负反馈的调制方法能够实现横流激光器脉冲激光输出。     

激光引信高速窄脉冲互补驱动电源设计

针对激光近炸引信探测系统对激光脉冲前沿速率、激光脉宽和功率的需求,通过RLC放电回路理论分析,采用双晶体三极管互补驱动高速金属氧化物半导体场效应晶体管作为高速开关,应用微处理器C8051FXXX产生脉冲触发信号,设计出激光近炸引信高速窄脉冲大功率驱动电源.通过PSPICE软件分析与实验验证,结果表明该电源脉冲前沿上升时间约为4ns,脉宽10ns左右,激光峰值电流可以达50A.该研究有效提高了系统探测距离与抗云雾烟尘干扰的能力.     

基于增益负反馈的COIL自脉冲方法

针对超音速化学氧碘激光器增益介质的横流特性,设计了具有增益负反馈的光学谐振腔结构,通过化学反应的超音速流场和光场的耦合仿真,根据具体的激光器运行参数,论证了这种结构实现自脉冲激光的可行性。结果表明:振荡激光在增益区上游放大次数越多,对上游增益介质能量提取能力越强,脉冲调制作用越显著。采用激光光斑缩束再放大的结构设计,脉冲激光的峰值功率提高10~20倍,从理论上证明了增益负反馈的调制方法能够实现横流激光器脉冲激光输出。     

利用CARS方法研究超短脉冲激光的脉冲宽度

在理论上提出了利用两光束CARS/CSRS方法测量超短脉冲激光的三阶相关函数。实验上在几种样品中测量了CARS/CSRS的时间特性,得到了泵浦光脉冲,SCDL输出光脉冲以及受激喇曼散射光脉冲的宽度。     

光脉冲在负色散克尔介质中传输的时空耦合特性

本文综合考虑了在(3+1)维负色散介质中Kerr效应、衍射、色散对光脉冲传输的影响,用变分原理和数值计算的方法对带啁啾高斯光束的传输特性进行了研究,讨论了非线性时空耦合参数,初始束宽、脉宽、散聚特性对时空“自聚焦”特性的影响,计算表明利用会聚光束在负色散克尔介质中传输的耦合作用,可以压缩脉宽,这可作为一种新的压缩脉宽的方法。     

高重复频率锁模光纤激光器及其超连续谱产生

设计并实验研究了一种结构简单的主动调制锁模高重复频率窄脉宽光纤激光器。采用窄线宽连续激光调制4 GHz高重频后,通过拉曼增益孤子压缩效应将脉宽由27 ps压窄至2.6 ps。该高重频锁模激光泵浦一段300 m长高非线性光纤,同时脉冲被展宽至7.4 ps。产生的超连续谱平坦度20 dB宽带可达250 nm,功率波动为±0.2 dB。     

小型大功率脉冲半导体激光器的激励器设计

介绍以WMOS管作开关管的小型大功率脉冲半导体激光器的激励器原理,提出模块化激励器的设计观点,并给出实例。     

超短脉冲激光的脉宽测量

采用二次谐波相关技术，研制了一台可用于飞秒超短脉冲激光脉宽测量的光学相关仪。通过合理设计和选择分束、并束装置及光学延迟元件，获得了３：１曲线以及无背景相关曲线，实现了对超短脉冲激光脉宽的测量。     

受激布里渊放大光脉冲波形的研究

利用瞬态包含抽运抽空的SBS理论模型对布里渊放大器进行了数值模拟，给出了脉冲波形随 抽运光功率密度和种子光与抽运光能量比的变化规律，并用实验进行了验证，理论与实验符合得较好. 关键词： 布里渊放大器 脉冲波形 脉宽     

高效转换的大功率波秒脉冲激光器

本文描述我们设计的带抗共振环 (ARR)的对撞脉冲锁模 (CPM )非稳腔Nd :YAP和Nd :YAG激光器 ,该激光腔结合了CPM腔脉宽窄、工作稳定和非稳腔输出能量高的特点 ,是一理想的高功率激光器 同时选择了KTP、BBO和LBO等优良非线性晶体作为腔内倍频元件 ,实现高效倍频转换 获得× 1 0mJ和 5GW /cm2 的高能量和高功率绿光皮秒脉冲输出 ,倍频转换效率高达 ( 50～ 70 ) %     

脉冲激光器大电流窄脉冲驱动设计

介绍了利用金属氧化物场效应管产生大电流窄脉冲来驱动激光二极管的原理,推导出驱动金属氧化物场效应管峰值驱动电流的计算公式和开通时间的估算公式,通过仿真总结出影响驱动电源脉冲电流的脉宽、幅度和振荡的主要因素,理论和仿真结果表明,器件的寄生电感、电路走线电感和负载寄生电感对电流影响较大。实验结果显示,在供电高压为200 V时,金属氧化物场效应管开通时间为2 ns;激光二极管驱动电流上升时间小于10 ns,脉宽为15~100 ns,幅度为0~50 A连续可调,频率为0~50 kHz。     

脉冲激光器大电流窄脉冲驱动设计

介绍了利用金属氧化物场效应管产生大电流窄脉冲来驱动激光二极管的原理,推导出驱动金属氧化物场效应管峰值驱动电流的计算公式和开通时间的估算公式,通过仿真总结出影响驱动电源脉冲电流的脉宽、幅度和振荡的主要因素,理论和仿真结果表明,器件的寄生电感、电路走线电感和负载寄生电感对电流影响较大。实验结果显示,在供电高压为200 V时,金属氧化物场效应管开通时间为2 ns;激光二极管驱动电流上升时间小于10 ns,脉宽为15～100 ns,幅度为0～50 A连续可调,频率为0～50 kHz。