双频激光技术研究新进展及发展趋势

双频激光器在干涉测量和光学传感等技术领域扮演极其重要的角色。综述了近年来双频激光技术研究的新进展(包括双折射双频He Ne激光器、双折射双频Nd:YAG激光器和双纵模半导体激光器),简要介绍了各种双频激光器的工作原理,分析了这些双频激光器在频差大小、频差稳定性和频差调谐特性等方面的优缺点,指出了今后双频激光技术研究的发展趋势。     

双频复合腔染料激光器中的模式耦合

本文将染料激光器的模式耦合方程应用于双频复合腔染料激光器,得到双频稳定运转条件,双频抑制宽度条件和双频强度比等.利用一种图解法可知,这类激光器有四种典型的调频过程,并可方便地得到若干参量,本文还报导了两种新构型的双频复合腔闪光灯泵浦的染料激光器,实验结果与理论基本吻合.     

双折射双频激光器输出光偏振特性的实验研究

报道了双折射双频激光器输出光偏振特性的实验研究，实验发现双折射双频激光器两端输出的线偏振光的偏振方向并不一致，而相互有一定的旋转角度，实验也再次证明了激光器输出的是正交线偏振光，而不是晶体本征模的椭圆化了的偏振光。     

双折射双频激光器及干涉仪的关键和全链条技术

双频激光干涉仪功能强大，50年来保持良好的发展势头，应用面（特别是在先进制造业）越来越宽广。本文以解决关键技术为线，概述笔者及合作者经40年坚韧研究完成的“可伐-玻璃组装式单频He-Ne激光器→双折射双频激光器→双频激光干涉仪”的全链条技术。技术亮点有：开国内可伐-玻璃组装式He-Ne激光器之先，吹制工艺或成历史；开国内外内雕应力双频激光器之先，解大频差和高功率不可得兼之难，保持1 mW功率运转而频差可以在1～40 MHZ范围选择，还在源头上消除了干涉仪一直存在的测量非线性误差。目前，双折射双频激光器和干涉仪已在北京镭测科技有限公司批量生产。中国计量科学院测试结果表明，此双频激光干涉仪非线性误差小于1 nm，测量70 m长度时误差小于5μm。     

扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器

为了产生频差可调谐1 064nm双频激光输出,设计了一种扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔共用相同的Nd∶YAG增益介质,以扭转模结构消弱增益空间烧孔效应,使Nd∶YAG激光器的两个驻波腔均以单纵模振荡,从而获得正交线偏振1 064nm双频激光输出.理论分析了扭转模结构激光单纵模选择原理和双频激光同时振荡原理,实验研究了双频激光振荡特性和频差调谐特性.研究结果表明:双频Nd∶YAG激光器的两个谐振腔能够同时以线偏振单纵模稳定振荡输出,其频差大小可随激光腔长的改变而调谐,频差调谐范围可达1个纵模间隔,实验观察到的频差调谐范围为0.3GHz~3GHz.     

用于光生毫米波的双频微片激光器热致频差特性研究

研究了激光二极管端面抽运的双纵模双频微片激光器的热效应对其输出频谱的影响. 通过对端面抽运Nd:YVO₄微片的热传导方程求解得出晶体内部的温度场分布; 并进一步对微片晶体热致折射率变化进行分析, 由此计算出双频微片激光器的热致频谱变化. 实验结果表明: 当抽运功率较小时得到稳定的双纵模双频激光输出; 当抽运功率增大时, 晶体热效应使双频激光频谱双峰之间的频差减小, 各纵模波长频谱宽度加宽, 实验结果与理论分析相符合. 关键词： 光载无线通信 双频微片激光器 热效应 频率差     

微片Ｎｄ∶ＹＡＧ 双频激光器腔调谐现象研究

 基于微片Ｎｄ∶ＹＡＧ 正交偏振双频激光器,研究了若干重要的双频激光器腔调谐现象, 包括光强调谐、频差调谐、子谐振腔效应及频差闭锁等,给出了实验结果和数据。腔调谐下,正交双频的频差调谐量约为３５０ ｋＨｚ;存在子谐振腔效应时,频差调谐量最大可达到２ ＭＨｚ;未发现明显频差闭锁现象,频差最小值可达到１４ ＭＨｚ。     

激光二极管抽运频差可调谐双频固体激光器的研究

研究了激光二极管抽运的可调频差的双频固体激光器，激光增益介质为2mm厚的1at%掺杂Nd:YAG薄片.对谐振腔产生稳定双频激光的条件作了分析，用琼斯矩阵计算了谐振腔内各处电场矢量的偏振态，证明了双频激光两个电场矢量偏振态之间总是正交的.两个偏振激光频率间隔由改变λ/4波片快轴之间的夹角实现调谐.实验中使用腔内标准具实现单频运转，然后插入双λ/4波片使单纵模激光频率分裂，实现了激光器的双频输出.实验中得到双频激光稳定运转时频差的上限约为1.3GHz；由于强模竞争现象的存在，实验中所观察到的频差下限为50MHz. 100MHz拍频时得到的双频激光输出功率为85mW. 关键词： 激光技术 固体激光器 双频激光     

宽谱染料激光器的数值模型及实验验证

应用染料激光器半经典理论,数值模拟了脉冲染料激光器双频及宽谱共增益区的谱线竞争效应,与实验结果符合较好.在双频相关调谐工作条件下,调谐范围增大近25％.在宽谱工作条件下,随着输出耦合损耗增大,谱线宽度逐渐减小. 关键词： 染料激光器 半经典理论 谱线竞争     

基于飞秒光频梳的双频He-Ne激光器频率测量

利用光纤飞秒光频梳和外腔可调谐半导体激光器, 建立了一套双频He-Ne激光器频率测量系统. 选用铷钟作为系统的频率基准, 通过将外腔半导体激光锁定至光频梳使得其频率溯源至铷钟, 再利用外腔可调谐半导体激光与双频He-Ne激光器输出的正交偏振激光拍频, 同时测量两路正交偏振激光频率. 将可调谐半导体激光器锁定至光频梳第1894449个梳齿, 其绝对频率为473612190000.0±2.7 kHz, 相对不确定度为5.7×10^-12. 对商品双频He-Ne激光器进行频率测量实验, 双频He-Ne激光器水平方向偏振激光频率均值为473612229934 kHz, 竖直方向偏振激光频率均值为473612232111 kHz, 平均时间为1024 s的相对Allan标准差为5.2×10^-11, 频差均值为2.177 MHz, 标准偏差为2 kHz.     

CO2激光调Q技术

调Q技术是实现小型CO₂激光器短脉冲输出的重要手段,近年来随着短脉冲CO₂激光器在激光测距、测速、成像雷达、环境探测、空间通讯及激光与物质相互作用等领域应用需求的不断增长,激光调Q技术越来越受到国内外专家的关注而成为红外激光技术的研究热点之一。本文就目前用于CO₂激光器中实现短脉冲输出的5种主要调Q技术（机械调Q技术、电光调Q技术、声光调Q技术、被动调Q技术、复合调Q技术）的国内外发展历程和现状进行了综合评述,总结分析了各种方法的关键技术和存在的问题,并简要分析了该技术的未来发展趋势。     

注入锁定TEA CO2激光器激光脉冲特性分析

本文在一般的TEACO₂激光器的动力学方程的基础上,给出注入锁定情况下TEACO₂激光器的动力学方程组,并进行数值计算,结果表明,TEACO₂激光器注入锁定激光脉冲宽度比自由运转时的变宽了,脉冲峰值功率降低,而且激光脉冲产生的时间提前,这与实验规律相吻合。     

中波红外激光技术最新进展

3～5μm中红外波段激光源是近年来备受国内外关注的研究热点,本文综合评述了产生中红外波段激光的5种主要方法（CO2激光倍频技术、泛频CO激光技术、光学参量振荡器、氟化氘激光器、Fe2＋∶ZnSe固体激光技术）的国内外发展现状,总结分析了各种方法的关键技术和存在的问题,指出了该技术的未来发展趋势。     

射频激励二氧化碳激光器功率控制电路原理及设计

所叙述的二氧化碳激光器内部的基本结构。包括功率控制器、射频电路等。通过对功率控制部分的研制使激光器的生产逐步实现国产化。用单片机控制电路的PWM的开关、放大、检测，将放大后的PWM送至射频激励，控制射频电路中的射频信号，从而控制激光器输出光功率的大小。     

CO2激光偏频锁定技术的研究

本文对于CO_2激光外差接收单元技术之一的CO_2激光偏频锁定技术进行了研究,实现了两个自由振荡的CO_2激光器之间的差频的锁定,当采取一定措施尽量减小环境的影响后,得到了≤1 kHz(τ=10s)的频率跟踪精度,中心频率在2 MHz～20 MHz内连续可调.     

轴对称折叠组合多通道板条型CO2激光器

基于轴对称折叠组合腔CO2激光器和多通道板条型CO2激光器的特点,提出了轴对称折叠组合多通道板条型CO2激光器模型。通过对模型建立、参数设定、腔特性分析、数值模拟等方面的研究,得到输出光强的近场分布规律。通过分析可知其具有共面输出、多光束并和、光束分布高度对称、近场光能强并分布集中等特点。对CO2激光器的研究有一定的参考价值。     

Frequency conversion of CO laser radiation in the ZnGeP<Subscript>2</Subscript> nonlinear crystal

The experimental results of the study of CO laser frequency doubling in ZnGeP₂ and GaSe nonlinear crystals of high optical quality are presented. A multifrequency low-pressure Q-switched CO laser and a selective pulsed electroionization mode-locked CO laser with cryogenic cooling were used in the experiments. The highest external factor of radiation conversion into the second harmonic of the pulse-periodic Q-switched CO laser and pulsed mode-locked CO laser was 1% and 3.5%, respectively. Theoretical calculations showed the possibility of obtaining far IR and terahertz radiation using difference frequency generation of CO laser lines in these crystals.     

直流激励慢速流动陶瓷放电管CO2激光器的实验研究

直流激励慢速流动陶瓷管CO_2激光器的基模功率较玻璃管激光器高45％。实验结果优于美国J.Macken分布型镀金薄膜对基模CO_2激光器的改善功能。文中还讨论了该激光器大幅度提高功率的机理。     

CO2激光器的腔长调制及动力学参数的测定

采用含有振转能级在内的多能级理论模型,对CO_2激光器动力学参量进行调制,取得实验与理论一致的满意结果.利用理论与实验曲线拟合的方法,较精确地测出该激光器的动力学参数.     

Measuring the 13C/12C isotope ratio in atmospheric CO2 by means of laser absorption spectrometry: a new perspective based on a 2.05-microm diode laser

The potential use of high sensitivity laser absorption spectroscopy for measuring the 13C/12C isotope ratio in atmospheric CO2 has been demonstrated, using a GaSb-based diode laser at 2.05 microm. In this spectral region, the overlapping between relatively strong 12CO2 and 13CO2 absorption features gives rise to several line pairs which are well suitable for a spectroscopic determination of the isotope ratio. Preliminary results have demonstrated that a short-term precision better than 1 per thousand can be easily obtained, for a CO2 concentration of 1000 ppm. We extensively discuss the influence of a possible non-linearity in the detectors' response on the delta-value and suggest an instrumental development that would allow to eliminate this effect.