大功率半导体激光器驱动电源保护电路设计

大功率半导体激光器驱动电源的关键是保护电路的设计。通过双限流电路和浪涌强制吸收或隔离保护电路的设计,解决了大功率半导体激光器驱动电源常见的浪涌冲击和电流恒定的难题。实验结果表明电流输出稳定度达到0．04％,浪涌被很好地抑制。     

一种高稳定半导体激光器驱动电源的设计与分析

设计了一种高稳定半导体激光器驱动恒流电源,分析和讨论了集成运放负反馈型恒流源的负载、温度特性以及稳定精度。给出了LD注入电流稳定度的测量结果,LD注入电流稳定度可达10^-6,用稳定的激光器观察了充有约1．3kPa缓冲气体的自然铷的D2吸收谱线。此外,该电源还具有抗击浪涌击穿、断电保护和过流保护等多种功能。     

LD抽运被动调Q固体激光器的脉冲稳定性

报道了二极管激光抽运Cr,Nd∶YAG被动调Q Nd∶YVO4 1064 nm激光输出.为了提高被动调Q激光的输出稳定性,谐振腔采用长腔,增益介质位于谐振腔中间位置.实验中获得了稳定的被动调Q激光输出.在最高入射抽运功率为17.5 W时,脉冲重复频率达到71.3 kHz,脉冲宽度为0.4 μs.调Q脉冲幅度不稳定性低于±10%,脉冲时间波动性低于±3.5%.     

激光器稳定性分析

本文介绍一种分析激光器稳定性特性的线性化方程方法。由Poincar啨非线性理论,首先将非线性速率方程在阈值处线性化,再由线性方程的系数矩阵的特征量给出四种稳定性类型     

相干光注入半导体激光器锁定过程的稳定性和到达混沌态的各种不稳定现象

本文从半经典理论出发,导出半导体激光器相干光注入锁定过程的基本方程组,讨论了静态解的多支性及其稳定性,稳态调制特性及其稳定性,锁定区内外各种不稳定现象及其在光注入条件下参数平面上的分布,发现锁定区内不稳定区中部存在一混沌区,而在靠近稳定区下边界则存在一自脉动区,混沌区与自脉动区之间是其过渡区;发现到达混沌态可通过自脉动分岔(2^p型和非2^p型)、拍频自调制,以及其混合型等新的路径。关键词：     

高稳定性低噪声的561 nm黄光激光器

鉴于目前561 nm激光器噪声较大,影响其实用性,提出一种高稳定性低噪声的561 nm黄光激光器。利用Nd:YAG晶体得到1 123 nm基频光,通过LBO晶体腔内倍频得到561 nm输出。理论分析了1 112 nm、1 116 nm与1 123 nm波长的阈值泵浦功率,提出1 123 nm的单波长振荡条件,确定谐振腔镀膜要求。根据理论计算,设计了合理的谐振腔膜系,通过抑制1 112 nm与1 116 nm谱线在谐振腔内的振荡实现1 123 nm谱线的单波长振荡。在泵浦功率为5 W时,实现了561 nm激光单波长输出,输出功率达到107 mW,功率不稳定性达到0.7%,噪声为1.2%。     

用于LD泵浦NPRO单频激光器的精密温控系统

根据高稳定性半导体激光(LD)泵浦单块非平面环形腔(NPRO)单频激光器对于功率稳定性和频率稳定性的要求,设计并研制了一套高精度的精密温控系统。该系统基于模拟比例-积分-微分(PID)控制原理,采用程控调节P和PI的方式,通过对半导体制冷器(TEC)的驱动控制,实现在-10⁺70℃范围内对LD和NPRO单块晶体温度的精确控制,控温精度达±0.01℃。采用该温控系统的LD泵浦1645nm NPRO单频激光器,30min内相对波长稳定性达8.32×10-7。     

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.     

用于碱金属蒸汽激光器泵浦的窄线宽780 nm半导体激光源

780.0nm窄线宽、高功率半导体激光器对于发展Rb碱金属蒸汽激光器具有重要意义。为获得好的泵浦效果,泵浦光谱与碱金属蒸汽的吸收光谱需严格匹配,必须压窄半导体激光输出线宽,且稳定中心波长。反射式体布拉格光栅（RVBG）外腔反馈是目前实现窄光谱光源的主要方案之一。本文提出了快轴准直镜-光束变换器-慢轴准直镜-反射式体布拉格光栅（FAC-BTS-SAC-RVBG）的结构,压缩入射到RVBG的激光发散角,提高RVBG有效反馈率,相对于常规的\"FAC+SAC+RVBG\"结构,提升光谱锁定效果。基于\"FAC+BTS+SAC+RVBG\"结构,研制出780nm窄线宽激光器,连续功率达到47.2W,通过对RVBG精确温控,可将中心波长稳定在780.00nm。采用单模光纤探测,光谱宽度为0.064nm（FWHM）,温漂系数为0.0012nm/℃,电流漂移系数为0.0013nm/A,可用于Rb碱金属蒸汽激光器泵浦。     

连续激光二极管端面抽运Nd:YAG激光器噪声研究

以连续激光二极管端面抽运NdYAG激光器为实验模型,研究了该激光器中输出激光强度噪声、频率噪声和场分布噪声的特性,并根据实验数据推算出NdYAG晶体的粒子上能级寿命随温度变化为1.83μsK,发射截面随温度变化为-0.146×10-19cm2K。     

具有光栅输出镜的高功率半导体激光器输出性能模拟分析

高功率半导体激光器(LD)是广泛应用于固体激光泵浦、材料加工等方面的重要器件。数值模拟了一种自行设计的光栅输出镜结构的高功率半导体激光器的输出特性,分析了具有光栅输出镜的LD波长随温度的变化情况,以及光栅输出镜对输出功率的影响。     

Structure optimisation of short-wavelength ridge-waveguide InGaN/GaN diode lasers

Room-temperature (RT) continuous-wave (CW) operation of the 405-nm ridge-waveguide (RW) InGaN/GaN quantum-well diode lasers equipped with the n-type GaN substrate and two contacts on both sides of the structure has been investigated with the aid of the comprehensive self-consistent simulation model. As expected, the mounting configuration (p-side up or down) has been found to have a crucial impact on the diode laser performance. For the RT CW threshold operation of the otherwise identical diode laser, the p-side up RW laser exhibits as high as nearly 68°C maximal active-region temperature increase whereas an analogous increase for the p-side down laser was equal to only 24°C. Our simulation reveals that the lowest room-temperature lasing threshold may be expected for relatively narrow and deep ridges. For the structure under consideration, the lowest threshold current density of 5.75 kA/cm² has been determined for the 2.2-μm ridge width and the 400-nm etching depth. Then, the active-region temperature increase was as low as only 24 K over RT. For wider 5-μm ridge, this increase is twice higher. An impact of etching depth is more essential for narrower ridges. Quite high values (between 120 and 140 K) of the characteristic parameter T₀ convince very good thermal properties of the above laser.     

新型全固态激光器作用过程中的激光参数分析

对影响LD泵浦的Nd∶GdVO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG激光器输出特性的增益介质长度、腔内损耗、输出镜透过率、泵浦光和振荡光的光斑大小进行了分析和数值模拟。当腔内固有损耗为2%,输出镜透过率为10%时,Nd∶Gd-VO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG晶体的振荡阈值分别为1.77W、0.55W和3.34W。在25W泵浦功率下,利用1mm长的Nd∶GdVO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG晶体可分别得到13.17W,13.26W和8.43W的输出功率,相应的输出镜最佳透过率分别为24%,44%和16%。     

激光二极管泵浦Nd：YVO4晶体的高效内腔倍频绿光激光器研究

对两种Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体的内腔倍频特性进行了研究和实验对比，Ⅱ号晶体的倍频效率比Ｉ号晶体提高一倍，斜率效率达到３１％。此外，用１Ｗ国产半导体二极管泵浦一块浓度２％的晶体，其最高输出绿光达１０８ｍＷ，降低输入泵浦功率，单频绿光功率大于１０ｍＷ。     

利用微型棱镜将激光二极管抽运光耦合进双包层光纤的新技术

提出了一种新的耦合技术－微型棱镜耦合技术，能有效地将激光二极管抽运光耦合进双包层光纤。这种技术具有简单、对光纤本身几乎无损伤等特点。介绍了微型棱镜耦合的原理和具体使用方法，理论计算所得的耦合效率约为90％。 通过分析，对光源提出了相应要求，并指出了它的应用范围。     

半导体激光自混合干涉仪稳定性的仿真分析

利用半导体激光器的Lang-Kobayashi方程,对半导体激光自混合干涉系统的动力学特性进行了仿真分析。研究结果表明,当光反馈系数较小时,激光器处于稳定状态,外腔长度不影响系统的稳定性;当光反馈系数较大时,激光器将进入不稳定状态,对于不同的外腔长度,激光器的稳定状态将发生变化。为实现大量程的位移或距离测量,光反馈系数必须足够小才能保证在较大外腔长度变化范围内,激光器始终处于稳定状态。     

Influence of dye gain medium flow on the wavelength jitter and the drift of high repetition rate—Single mode dye lasers

This paper presents the effect of the flow of the dye gain medium on the wavelength jitter (<30 s) and drift (≈10 min) of a single axial mode dye laser pumped by a copper vapor laser (5.5 kHz). The study was carried out using a wave-meter. The dye solution temperature was maintained to within ±0.1 °C to allow the influence of dye flow rate on the wavelength stability. For the investigated dye flow rate, varying from 1.4 to 2.8 lpm (with corresponding Reynolds number varying from 1975 to 3950), the dye laser wavelength jitter reduced from ±0.15 pm (±130 MHz) to ±0.08 pm (±70 MHz) and drift rate reduced from 1.0 to 0. 2 MHz/s. However for flows beyond 1.7 lpm, random fluctuations in dye laser wavelength were observed. The observed behavior was linked to the flow related variation of angular spread and angular drift of the dye laser beam circulating in the cavity. This was revealed by an exhaustive study of the long term (≈10 min) divergence and pointing stability of the single mode dye laser output beams for different dye media flows.     

LD泵浦掺铥(Tm3+)光纤激光器的数值分析

首先从掺铥光纤激光器的速率方程和光传输方程出发,建立数学模型,通过Matlab软件进行数值计算,分析了泵浦光和激光沿光纤的分布以及各能级离子数的变化.在不同掺杂浓度下,研究了小信号增益与入纤泵浦功率的关系以及泵浦光和激光功率与增益介质长度的关系.在不同泵浦功率下,研究了输出功率与输出耦合镜反射率的关系.进一步对不同泵浦吸收系数,研究了斜率效率和泵浦阈值与光纤长度的关系.分析结果表明存在最佳光纤长度和最佳耦合输出透过率,使得激光输出功率达到最佳值.