二极管泵浦激光器中泵浦光分布对激光器模式影响程度的计算方法

在激光器中,通常泵浦光呈不均匀分布,由此引起介质的增益也相应地出现不均匀分布,导致振荡光通过增益区时其分布发生变化。提出一种计算不均匀的泵浦光分布对于激光器内振荡光模式的影响程度,可以近似获得振荡光对原来场分布偏离的百分比的方法。在此基础上,对准连续运转的三向侧面泵浦激光器进行研究,分析不均匀泵浦光分布对振荡光场影响的规律。结果表明:当泵浦功率增加或谐振腔内损耗增加时,振荡光通过增益区时对原来分布的偏离程度也同时增加,呈单调变化关系;泵浦光不均匀分布对振荡光场的影响,与其沿振荡光轴向上的分布无关,仅仅取决于其在与振荡光垂直方向上的不均匀分布程度。通过计算还获得了此类效应的数量级,在2 000 W泵浦功率条件下,这种影响仅使振荡光偏离理想分布不到4%,而泵浦功率达到6 000 W时这种偏离则高达20%以上。     

15W线列阵连续激光二极管泵浦的窄脉宽大峰值功率调QNd:YAG激光器

我们研制的15W连续激光H极管泵浦调QNd：YAG激光器,重复率3kHZ时脉冲宽度为6．4us,峰值功率为60．4kw,最大重复率达到65kHz。采用的15W连续激光二极管一维线状排列24个发光区,每个发光区面积ZOOumXIvm,相邻区域的间隔190urn。24个发光区域的总长度为10mm。二极管激光的发散角为40“X10”。对激光二极管的整形包括两个部分。第一步采用多根光纤耦合,将24个光斑分别耦合进直径300tim的24根独立的光纤,将光纤输出端按圆状排列,获得直径约1．2mm,发散角16“的端面输出。第二步采用组合透镜对该光束耦合,获得直径小于lmm,景深…     

激光二极管端面抽运Nd:YAG的端面形变

研究了端面抽运Nd：YAG晶体的抽运面形变场分布，采用一种新的测量端面形变场分布的实验方法——光束扫描法。让参考光沿晶体的端面小步距扫描，比较有无抽运光时各扫描点在探测面上光点位置的移动情况，通过几何分析与数值计算，可逐段得到端面的形变场分布。通过与理论上在理想模型下所求解的结果比较，发现实验值与理论值基本一致，晶体的端面形变场最大峰值处的抽运光在端面的聚焦位置处。另外发现端面的形变场分布的对称性受抽运光对称性影响，且曲线不光滑。该方法解决了端面抽运Nd：YAG晶体的抽运面形变场分布难以测量的问题，旦易于实现和操作。     

工作状态下激光晶体内部温度分布实时的检测

针对半导体泵浦固体激光器(DPL)中激光晶体的温度分布问题,提出了一种在工作状态下对其进行实时监测的方法。该方法以基尔霍夫衍射原理为依据,通过对工作状态的激光器出射光斑进行实时检测,得到其光场分布,根据晶体折射率分布,对出射光斑光场分布的影响以及折射率变化与温度变化的关系,建立数学方程,推导并得到激光晶体内部的温度分布的解。该方法符合激光器实际工作情况。通过实例,验证该方法切实可行。     

激光空间相干合成效果评价方法的研究

根据目标上实际最大光强与理想合成效果下最大光强的比值定义了合成效果因子,用以评价相干合成效果.在此基础上研究了影响相干合成效果的主要因素,并对合成效果因子的传输特性进行了研究.结果表明:阵列紧密程度对合成效果影响不大,在较小的空间占空比下有可能得到较好的合成效果.影响合成效果的主要因素是随机相位差,当随机相位差增大到一定程度时,光束合成其实已经由相干合成过渡到了非相干合成,得不到预期的相干合成效果;随着传输距离的增大,空间占空比对合成效果因子的影响将进一步减小,影响合成效果的主要因素之一是随机相位差.     

用于激光雷达的相干合成光束研究

提高激光雷达对空间小目标探测能力的重要手段是增大发射到目标上的光强,激光相干合成是在目标上获得较大光强的有效途径.为了评价相干光束在目标上的合成效果,引入了适合空间小目标探测的相干合成效果评价参数(合成效果因子),在此基础上讨论了光束相干合成效果的影响因素.研究表明: 合成效果因子随合成光束束腰间距的增大呈周期振荡变化,振荡幅度逐渐减小;达到理想合成效果需要的光束传输距离随光束间距的增大而增加,这对设计相干合成系统光束束腰间距具有参考意义.同时,还研究了光束的相位控制精度与合成效果之间的关系. 结果表明:当相位控制精度达到π/4时,合成效果可以达到理想效果的80%;当相位控制精度为π/2时,合成效果降为理想效果的50%.研究还表明,激光偏振方向不平行对合成效果的影响不明显. 关键词： 相干合成 激光雷达 合成效果     

线阵激光二极管侧面抽运Nd∶YAG激光器特性研究

依据四能级系统速率方程 ,推导出了多横模振荡固体激光器输出与输入参量的关系。对二极管抽运固体激光器中线阵激光二极管三向对称侧面抽运结构 ,计算了抽运光强分布 ,并就激光器的阈值抽运功率、近阈值条件下的斜率效率、输出功率和光束质量等与抽运参量的关系 ,进行了数值计算。由计算结果看出 ,线阵激光二极管侧面抽运Nd∶YAG激光器中晶体半径和抽运光束腰半径是影响输出激光功率和光束质量的主要因素 ,并通过在谐振腔中加小孔选模 ,使光束质量得到明显改善。选择了一组三向侧面抽运结构参量进行了实验验证 ,实验结果与理论计算一致。     

降低端面泵浦DPL热噪声的补偿法

通过对端面泵浦DPL谐振腔结构参数的分析，发现选择适当谐振腔参数可降低输出光的热噪声。提出引入一个起钝化作用的补偿镜，以减小热不稳定性对振荡光的影响，实验证明这种方法切实可行。     

一种测量激光束横模结构的非线性网络

提出以激光束的横模结构特别是基模所占的比例作为激光光束质量的评价依据,并研究了测量方法.建立了基于Hopfield神经网络原理的非线性网络,使用CCD采集激光束的光斑图像作为网络的输入,通过计算该网络的能量函数,实行调整训练,获得网络的动力学稳定状态,此时网络中各阶横模的比例即为测量结果.实验采集了一束光的多幅光斑图像,经预处理后输入该网络,可获得模式结构数据,其中基模分量为69%.利用所得结果合成一幅光斑,与输入的原光斑图像的相对误差为3.53%.     

半主动寻的激光制导系统的干涉编码方法

提出一种半主动寻的激光制导干涉编码方法,在传统时序编码基础上加入多子光束相干发射系统产生的空间干涉图样,形成时空域相融合的编码信号。设计一种多子光束相干发射系统,依据子光束良好的空间相干性进行空间构图,形成编码可控的空间干涉图样。计算结果表明:当参数K值（子光束对角线之比）在2.5~3.5之间时,干涉图样明暗相间程度最为明显,干涉图样最为纯净;当子光束相干发射系统中分束镜的位置偏移小于0.1（为激光波长）,角度偏离小于0.10（0为光束发散角）时,发射系统机械振动对制导系统的影响可忽略不计。