角度调谐滤光片准直系统发散角抑制技术研究

入射光束的发散角会影响角度调谐窄带滤光片的透射特性,出现透射通带变小及发散损耗增大的情况,且该现象随着入射角度的增大而更加明显.分析了出现这些现象的原因,并根据拉赫不变量定理设计了扩束棱镜组来压缩入射光束的发散角.并利用二次滤波技术进一步提高了透射光谱的矩形度和稳定性.根据该方法设计了针对100 GHz密集波分复用系统...     

温控共振频率可调谐窄带F-P干涉滤波器

报道了一种由温度控制,共振频率可调谐的窄带F-P干涉滤波器.该F-P干涉滤波器的自由光谱区为13.6 GHz,透射带宽(透射峰半高处线宽)约为541 MHz.通过控制其温度变化,改变F-P干涉滤波器两端面间距,可使共振透过F-P干涉滤波器的激光频率连续调谐.实验测得当激光频率与F-P干涉滤波器共振时,透射率可达82%,同时与共振频率相差2 GHz～10 GHz的激光可被该F-P干涉滤波器反射掉,反射率达99.3%-99.7%.当控制温度波动小于4-0.005℃时,透射过F-P干涉滤波器的激光功率波动小于2.5%.     

激光感生双光栅中频谱分辨率的研究

研究了用于测量两束光频差的时间延迟激光感生双光栅的频谱分辨率，确定了当泵浦光具有高斯线型时四波混频信号的产生条件，此条件通过在可调谐的窄带激光和宽带激光间的拍频实验得到证实。     

扩束棱镜在激光陀螺信号检测中的应用

本文指出,利用扩束棱镜将高斯光斑在一维方向扩束,能明显地提高多个探测器所探测的激光陀螺拍频信号的信噪比.     

852nm窄带滤光片外腔反馈半导体激光器的优化

外腔半导体激光器是激光光谱学、原子物理学及量子光学领域广泛应用的光源。本文介绍我们研制的利用超窄带宽滤光片作为激光纵模选择元件且反馈量可变的猫眼型852nm外腔半导体激光器(IFECDL)。旋转窄带滤光片的角度,激光波长粗调范围为14nm。利用光纤延时自差拍法测量了窄带滤光片外腔半导体激光器的线宽,单滤光片进行选频的IF-ECDL线宽约为211kHz,双滤光片情形的IF-ECDL线宽约为187kHz。激光频率连续调谐范围大于1.5 GHz,获得了铯原子D2线的两组饱和吸收光谱。所研制的IF-ECDL可应用于精密光谱测量、光通信、激光冷却与俘获铯原子等方面。     

高功率可调谐1064 nm准连续单频激光振荡-放大系统研究

研制了高功率可调谐1064 nm准连续单频激光振荡-放大系统.振荡级采用三镜环形行波腔型结构的Nd:YAG激光器,通过精确控制腔内标准具的温度改变标准具材质折射率和厚度实现了对激光波长的调谐,获得了13.2 W调谐范围为58 GHz的1064 nm准连续单频振荡光,其重复率为1 kHz,占空比为10%.经过由双Nd:YAG激光头串接构成的放大器对振荡光进行双程放大后激光最终输出功率为44 W,光束质量因子M²= 1.58. 关键词： 可调谐激光 单频激光 标准具 振荡-放大系统     

基于伽利略结构的二级激光扩束系统的设计

针对高倍率扩束系统设计要求(即轴上和轴外像差都得到较好的校正),从三级像差理论出发,设计了一种新型的40^×高倍率激光扩束系统。该系统是基于简单的伽利略结构并通过二级扩束系统来实现的,系统包括4片透镜,通过引入2个二次非球面、 2个反射镜或1个棱镜来折叠光路。利用CODE V光学设计软件给出了该系统的光学结构参数和外形结构图,并进行了像质评价。结果表明：该系统结构简单,设计难度小,成本较低,像质好,性能优良,是一种可以被广泛采用的高倍率激光扩束系统。     

激光变倍准直扩束系统设计

激光准直扩束系统可应用在激光测距,激光切割,空间光学激光干涉仪等各个领域。其主要作用是通过改善激光束的空间发散角,提高光束的准直性,使激光束达到对孔径的要求。基于无焦变倍原理运用Zemax软件模拟设计了一激光准直扩束系统,入射激光波长为1064 nm,发散角小于5 mrad,入射直径为1 mm,准直扩束系统的扩束比4~24倍连续可调,可实现压缩光束的发散角(出射光发散角可压缩至0.208 mrad),扩大光斑尺寸,达到对激光准直和扩束的目的。不同倍率下波像差最大均方根(RMS)值为0.1769λ,均小于λ/4,满足像质评价要求。此设计结构简单,易于加工装调,具有较高的实际应用价值。     

双向分束角对称的偏光分束镜设计与性能分析

为了获得分束角对称的偏光分束棱镜,在双Wollaston棱镜结构的基础上,通过合理设计棱镜左右两端晶体光轴的取向,使棱镜整体呈中心切面对称;在保证对正向入射的光对称分束的同时,对反向入射光同样可以对称分束,达到了双向对称分束的目的;在此基础上给出了晶体光轴的旋转角δ与棱镜结构角S以及与波长的关系;并分析了对633 nm设计的棱镜用于其他波长时分束角的对称性.结果表明：在±300 nm的光谱范围内,分束角的不对称度均小于0.24°.     

双光子激光

继激光和微波激射器、参量振荡器、激光的受激拉曼过程之后,双光子激光被称为第四种量子光学器件,它可能成为一种新型的可调谐光源和高功率激光放大器. 双光子激光的基本原理是:在两个已实现粒子数反转的能级上(此二能级对偶极跃迁应当是禁戒的),输入一束激光(　1),获得另一束激光( x).这两束激光的频率 1 及 x满足关系 ( )= E,其中 E为两个能级的能量之差.当 时,称为非简并情形.若 1是可调谐的,则 x也是可调谐的.当 = 时,称为简并情形,即输入一束频率的激光时,它可经双光子放大而获得增益. 西德海德堡大学应用物理研究所的 B.Nikolaus、…     

可调谐激光器腔内色散棱镜及其组合

分析了色散棱镜的特性及其顶角设计问题。讨论了色散棱镜和扩束棱镜在布鲁斯特角入射状态下，可组合使用的形式及单程角色散。提出将色散棱镜与扩束棱镜组合使用，可减少色散棱镜个数而获得更大角色散的方法。并据此设计了两个色散棱镜组，在Ｔｉ∶Ｓ激光器中得到实际使用。     

硅基1.55 μm可调谐共振腔窄带光电探测器的研究

制作了一种低成本硅基1.55 μm可调谐共振腔增强型探测器.首次获得硅基长波长可调谐共振腔探测器的窄带响应,共振峰量子效率达44％,峰值半高宽为12.5nm,调谐范围14.5nm,并且获得1.8 GHz的高频响应.本制作工艺不复杂,成本低,有望用于工业生产.     

自由电子激光器的掠射环形谐振腔

研究一种新型自由电子激光谐振腔结构.采用双曲面-抛物面非球面镜组合的扩束系统,使振荡光束在腔内口径扩大6倍.提高了反射膜层抗激光破坏能力.本文讨论了扩束倍数、非球面参量、谐振腔长度和掠射光斑尺寸等参量对光学系统像差的影响.     

用于冷原子制备的激光扩束准直器的研制

针对现有的冷原子实验用的多数保偏光纤输入型扩束准直器不能对输入激光束的偏振进行精确调节的缺陷,提出了一种全长度为135mm,输出圆形光斑有效直径为20mm的紧凑型偏振可调激光扩束准直器.该扩束准直器中的偏振棱镜和波片偏振轴均可独立调节,能对单模保偏光纤输入光束的偏振态进行精确调节和保持.所研制的激光扩束准直器在三维磁光阱冷原子实验中制备出了满足冷原子干涉实验要求的冷原子团,冷原子团原子数为5×108,温度约为10μK,并获得了最大上抛高度为1.156m的原子喷泉飞行时间信号.     

关于缩束棱镜的角色散及其应用——和张国威同志商榷

张国威同志对变束棱镜的色散作了详细讨论,正确地指出了扩束棱镜具有减小发散角、减小色散的作用,缩束棱镜具有增大发散角、增大角色散的作用.但他由此得出缩束棱镜的角色散比最小偏向角棱镜的“等束棱镜”之角色散大得多,进一步他认为缩束棱镜是一种分辨本领较高的分光元件,本文认为这些观点比较欠妥.缩束棱镜的角色散不一定比“等束棱镜”的角色散大.可以证明,在相同的入射角情况下“等束棱镜”的角色散比相应的缩束棱镜的角色散大两倍.     

多波段高功率激光扩束系统设计

 对透射式和反射式扩束系统应用于高功率激光扩束的优缺点进行了对比研究。采用次镜为凸抛物面,主镜为凹抛物面的无焦卡塞格林系统,运用ZEMAX光学设计软件,按激光扩束系统的扩束倍率和系统的波像差要求,设计出多波段高功率激光扩束系统。对用于高功率激光反射镜的基底材料进行分析,选用无氧铜作为基底材料;采用金增强的膜系设计,膜系从近红外到远红外宽光谱波段激光的反射率均在98%以上。面形精度均方根值优于λ/40(λ=0.632 8 μm)的平面镜作为基准镜,采用光学干涉方法对设计的激光扩束系统进行检测实验,结果表明：该扩束系统的扩束倍率为3.53,波像差为0.206λ,满足多波段高功率激光光束发射要求。     

双波长二极管合束端面抽运掺镨氟化钇锂单纵模360nm紫外激光器

报道了一种双波长半导体激光二极管(LD)合束端面抽运掺镨氟化钇锂晶体(Pr~(3+):LiYF_4)全固态、单纵模360nm紫外激光器.该激光器采用V形折叠腔结构,利用反射式体布拉格光栅作为波长选择反射镜来压缩光谱线宽,与法布里-珀罗(F-P)标准具组合构成窄带滤波器进行单纵模的有效选取,通过Ⅰ类位相匹配切割的倍频晶体三硼酸锂对腔内720nm基频光进行倍频.在444nmLD输出功率为1200mW和469nmLD输出功率为1400mW时,合束抽运获得了功率为112mW的连续单纵模360nm紫外激光稳定输出,光-光转换效率为4.3%.测量结果表明,边摸抑制比大于60dB,4h功率均方根值稳定性优于0.5%,1h频率漂移小于220MHz,激光振幅噪声小于0.5%.     

离轴格里高利系统中失调对远场时空特性影响

扩束是超高峰值功率激光装置中必不可少的一环,由离轴抛物面镜组成的反射式扩束系统可解决传统透射式扩束带来的色散、色差及激光脉冲前沿畸变等问题.利用光线追迹法和惠更斯-菲涅耳原理对反射式扩束和聚焦过程进行分析,计算了在反射式扩束系统参数不同时,离轴抛物面镜失调对激光脉冲远场时空特性的影响,给出了激光脉冲斯特列尔比和峰值强度的误差允许范围.     

激光干扰扩束系统光机结构设计

针对常规红外干扰技术存在的能量无法集中、隐蔽性差且无法进行变倍切换等实际问题,提出一种离轴双反射式激光干扰扩束系统的设计方案,并对离轴双反射镜组,转向平面反射镜及支撑固定机构等主要组成部分进行了光机结构设计.为实现扩束比的变倍切换功能,采用新型离轴副镜组件设计;为减小镜面变形,离轴主副镜组均采用微应力设计.分析结果表明,在-20~+60℃温度范围内,主副镜组轴向最大位移小于等于0.01mm,主副镜组的反射镜面形误差小于等于71.9nm;系统一阶固有频率108.3Hz,其支撑结构应力响应远小于材料的屈服极限.实际测试发现,系统可实现1:10.02(19.92,25.02)扩束比,满足设计技术指标要求.分析及试验结果表明,系统光机结构设计合理,完全满足实际应用要求.     

腔内带圆形空心波导的可调谐窄带脉冲染料激光器

本文报道了一种腔内带圆形空心波导和掠入射光栅的可调谐窄带脉冲染料激光器;实验结果表明:该激光系统能获得基横模、窄频带和高效率的激光输出。文中对系统设计机理也进行了分析。