轴对称光束的克尔透镜矩阵及其在克尔透镜锁模中的应用

在非线性薛定谔方程的基础上较严格简明地推导了克尔介质的轴对称光束及高斯光束的ＡＢＣＤ传播矩阵，该矩阵可用于设计克尔透镜锁模，以腔二端为平面镜的任意光学系统为例，获得了简单的普遍公式。     

具有像散的克尔透镜锁模腔的研究

从非线性薛定谔方程出发,经严格计算求得了在具有像散情况下,偏振垂直于传播方向的光束在克尔介质中传输的一般特性,所用的计算方法可应用于高斯光束及克尔透镜锁模腔的研究,并能对高功率情形进行计算。研究表明,在有其他锁模启动机制下,不一定要用［ｄω／ｄｐ］ｐ＝０＜０作为克尔透镜锁模的必要条件。对于光脉冲的压缩来说,椭圆形光阑将优于圆形光阑。     

二极管泵浦克尔透镜锁模Nd:YLF激光器

本文报道利用非线性光学玻璃SF57实现了二极管泵浦Nd:YLF激光器自启动克尔透镜锁模.现有二极管(LD)泵浦的固体激光器大多采用在增益介质的端面镀双色膜作为腔的一个反射镜,我们采用了一个分立的双色镜作为腔的反射镜避免了一系列的热问题.比如:热透镜,热致双折射,热膨胀等.从而改善了激光系统的稳定性,得到1.047μm光脉冲时间半宽为1.5ps,光谱宽度为231GHz,时间带宽积0.347表明脉冲接近变换极限.     

热效应对克尔自锁模激光腔的影响

讨论了克尔透镜锁模激光腔中热效应对锁模的影响，用数值解法给出了存在热效应时腔中光斑半径随归一化功率的变化曲线。同时给出了存在热效应时光斑半径对归一化功率的相对敏感度参数。     

GHz重复频率亚百飞秒克尔透镜锁模Yb:CaYAlO4激光器

GHz重复频率飞秒激光具有高单纵模功率和高采样速率等优点,在科学前沿和工业加工等领域具有重要的应用价值.受限于锁模原理和泵浦源的可用功率, GHz重复频率克尔透镜锁模激光器的平均输出功率通常仅为数十到百毫瓦量级,限制了其直接应用.基于此,本文报道了利用高功率单模光纤激光器泵浦的GHz重复频率高功率克尔透镜锁模飞秒激光器.通过合理的腔模设计,构建了四镜环形腔结构,使晶体中激光模式可以和整形后的泵浦光形成良好匹配,以利于软孔克尔透镜锁模的实现.在8 W的泵浦功率下,首次在Yb:CaYAlO₄激光器中实现了GHz重复频率的亚百飞秒高功率锁模运转,平均输出功率为2.1 W,重复频率为1.8 GHz,脉冲宽度为88 fs,对应峰值功率大于10 kW.该实验结果表明Yb:CaYAlO₄晶体具有产生GHz重复频率高功率飞秒激光的潜力,高功率短脉宽GHz飞秒激光器可为光学频率梳和微加工等领域提供优质光源.     

钛宝石飞秒激光器的锁模机理探讨

测量了X型折叠腔钛宝石飞秒激光器的发光动力学曲线，并运用传播圆 变换圆图解分析方法，系统地探讨了钛宝石飞秒激光器的自锁模机理和过程，提出了一种新的锁模机理——自脉动克尔透镜开关放大锁模. 关键词： 传播圆 变换圆 自脉动克尔透镜开关放大锁模 光学混沌     

可自适应补偿热透镜效应的固体激光谐振腔

提出了一种新的固体激光器的谐振腔结构,其主要特点是,在腔内引入一较短焦距的固定透镜,并将激光介质,即焦距可变的热透镜,置于它的焦点处,组成一特殊的两透镜组.利用变换圆图解方法分析表明,该透镜组具有光学‘镇定器’的作用;利用这种谐振腔,通过自适应地轴移调节一个腔镜,可以解决较大功率固体激光器在热透镜效应大幅度变化情况下的基本光学模的动力学稳定运行;同时,保持激光介质及两端镜处的基模光斑尺寸不变.     

自启动KLM钛宝石激光器谐振腔的理论计算

运用四阶RungeKutta法直接求解非线性介质内椭圆高斯光束传播方程组的方法分析增益介质内的克尔透镜(Kerrlens)效应,结合在增益介质外运用的线性ABCD矩阵寻找自洽解,对半导体可饱和吸收镜(SESAM)启动的高功率KLM钛宝石激光器谐振腔的像散、稳定性、光束参数、自聚焦效应和克尔自聚焦强度与腔参数的关系进行了系统的理论计算.计算结果与实验结果相符合.该计算为SESAM启动的五镜腔KLM激光器的设计和调整提供了理论依据 关键词： 克尔透镜锁模 飞秒 半导体可饱和吸收镜 五镜腔     

低阈值飞秒钛宝石激光器的理论研究

利用数值求解的方法，从理论上系统分析了决定钛宝石激光器锁模阈值的几个关键因素. 定 量分析了腔模对克尔效应的主导作用，并将光孤子模型引入低阈值锁模理论，分析了色散与 阈值的关系. 根据理论指导在实验上完成了一台阈值低至390 mW自启动飞秒掺钛蓝宝石激光 器. 关键词： 低阈值 掺钛蓝宝石激光器 克尔透镜锁模 光孤子     

克尔介质自锁模激光器的锁模启动及稳定性理论初探

描述了克尔介质自锁模激光器的锁模工作原理，建立了自锁模系统光强分辨率的概念，并指出了光强分辨率对自锁模系统的锁模启动和工作稳定性起着决定性的作用，通过合理控制克尔介质自锁模激光器的腔镜失谐角，可以提高系统的光强分辨率，从而使自锁模系统易于自锁模启动并提高其自锁模工作的稳定性。     

光刻物镜中透镜高精度支撑结构的设计及分析

光刻投影物镜中透镜的面形精度是影响光学系统成像质量的关键因素之一。为实现透镜面形精度均方根(RMS)值优于2nm的高精度指标,提出一种轴向多点挠性支撑、径向三点可调式定位的光学透镜支撑结构。基于自重变形对支撑结构进行优化设计,深入分析在此支撑结构下自重和热载荷对透镜面形影响。结果表明,重力引起的透镜上表面面形RMS值为0.186nm,下表面面形RMS值为0.15nm。热载荷引起的上表面面形RMS值为0.55nm,下表面面形RMS值为0.54nm。采用这种透镜的支撑结构,能够满足光刻投影物镜中透镜的高精度面形要求。     

飞行光学导光系统中的空气热透镜效应

研究了激光加工用大功率ＣＯ２激光束在飞行光学导光系统中传输所产生的空气热透镜效应。实验发现当飞行光学导光系统中的空气静止时将产生空气热透镜效应,而充以一定压力的压缩空气却可以消除空气热透镜效应,实验表明无热透镜效应时,光束遵循高斯光束传输规律,而秀热透镜效应时,光束偏离高斯光束的传输规律,并影响到激光束聚焦焦点的大小和位置。另外通过激光空气热透镜效应的非线性模型计算了热透镜效应所引起的光束传输相对     

超宽带近红外和蓝光飞秒激光脉冲产生的实验研究

增益介质中泵浦光束提供的软光阑效应对于实现克尔透镜稳定锁模及其超宽带光谱脉冲的产生具有非常重要的作用.实验上首先对半导体泵浦全固化钛宝石飞秒激光器的锁模动态特性进行了研究,在4 W绿光泵浦状态下获得了平均输出功率为570 mW、中心波长在794 nm～835 nm范围内调谐、光谱带宽最大可达135 nm的近红外光脉冲输出,其相应的时域变换极限脉冲宽度均小于10 fs.另外,将光束聚焦在超薄BBO晶体上,获得了中心波长在418 nm～429 nm之间调谐、光谱宽带时域变换极限小于15 fs的蓝光飞秒脉冲.     

High-power self-mode-locked Yb:Y(2)O(3) ceramic laser

We have experimentally demonstrated a high-power self-mode-locked Yb:Y(2)O(3) ceramic laser. Without any additional active or passive element in the cavity, self-started cw mode-locking was achieved. The maximum output power was as high as 2.7 W with a pulse duration of 1.1 ps. Numerical studies show that the diffraction loss induced by thermal lens aberration, in combination with the Kerr self-focusing effect in the gain medium, results in the mode locking of the laser. To our knowledge, this is the first self-mode-locked ceramic laser.     

Design and alignment criteria for a simple, robust, diode-pumped femtosecond Yb:KYW oscillator

We present an efficient, single-diode pumped, prismless Yb:KYW femtosecond laser and study its performance in the soft aperture, Kerr lens mode-locked operation. Practical directions are given to identify the conditions under which high-power, stable mode-locking can be obtained.     

热透镜技术中反射和透射两种探测方式的比较分析

热透镜技术按照测量方式的不同可以分为反射式和透射式两种。这两种方式的灵敏度强烈地依赖于样品的热物理性质,对于不同的样品,选择合适的测量构型尤为重要。采用高斯激光束作为加热光源,分别从理论和实验上比较分析了模式不匹配的反射式和透射式两种热透镜探测构型在测量以BK7玻璃和石英为基底的高反射光学薄膜弱吸收中的应用,结果表明,对以BK7玻璃为基底的样品,采用反射式探测构型具有较高的灵敏度,而对以石英为基底的样品而言,采用透射式探测构型则具有更高的灵敏度,为实际光学薄膜吸收损耗测试灵敏度的提高提供了理论和实验依据。     

LD端面泵浦Nd∶YAG激光器中的热透镜焦距

采用热透镜焦距的理论计算与实验测量相比较的研究方法，得到一种端泵固体激光器出激光时的在线测量方法.通过建立热透镜等效腔模型以及腔型分析求解得出腔内光束束腰半径,用刀口法测出DPL腔外的远场发散角,根据发散角与透镜变换前后的束腰关系，得出LD端面泵浦Nd∶YAG激光器中的热透镜焦距.结果表明,通过上述方法所得结果与理论计算的热透镜焦距吻合,证实此方法准确、可行.