高功率固体激光器技术研究与应用

论述了高功率固体激光技术发展历程中遇到的各种技术问题及解决方案,对目前高功率固体激光技术的研究热点——光纤激光器、热容激光器、板条激光器、薄片激光器等的技术特点、发展现状及应用前景进行了讨论。     

高功率光纤激光器用双包层光纤参数设计

非线性效应(SBS、SRS)、光纤侧表面散热能力及光纤端面破坏等因素的存在限制了光纤激光器输出功率的进一步提高.为实现单纤千瓦级近衍射极限激光输出,大模面积双包层光纤(LMADCF)的特性参数,包括纤芯及内包层直径、数值孔径、吸收系数、光纤长度等的设计至关重要.     

LD紧耦合泵浦被动调Q微型激光器实验研究

设计一种用二极管直接端面泵浦的亚纳秒、千赫兹、千瓦级峰值功率的被动调Q激光器。首先根据激光振荡方程计算出激光器参数,由此设计了1.5 mm厚单块Nd∶ YAG与Cr⁴⁺∶ YAG键合晶体作为工作物质,然后用内蚀光栅LD作为泵浦源,在光学体积小于1 cm³条件下,获得重复频率8 kHz、峰值功率8.3 kW、脉冲宽度876 ps,M²=2的单纵模激光输出。     

Improvement of the Hopfield Neural Network by MC-Adaptation Rule

We show that the performance of the Hopfield neural networks, especially the quality of the recall and the capacity of the effective storing, can be greatly improved by making use of a recently presented neural network designing method without altering the whole structure of the network. In the improved neural network, a memory pattern is recalled exactly from initial states having a given degree of similarity with the memory pattern, and thus one can avoids to apply the overlap criterion as carried out in the Hopfield neural networks.     

LD光束经自聚焦透镜变换后的特性研究

通过两种方法对二极管经过自聚焦透镜的光束变换规律进行了分析，利用计算机模拟了自聚焦透镜的输出端沿轴线任一点的光斑形状，从而给出了自聚焦透镜输出光束的特性，并讨论了它对二极管端面泵浦耦合光学系统效率的影响。     

高放大倍率单频Nd∶YAG激光系统

采用主振荡放大 (MOPA)单频Nd∶YAG系统 ,对 1μJ ,2 2ns的单频脉冲激光种子 ,经四级六次放大 ,最终获得了大于 10 0mJ,近衍射极限的单频激光输出。     

二极管侧面抽运条件下工作物质温度分布特性理论研究

对二极管侧面抽运条件下工作物质内温度分布特性进行了理论研究;探讨了工作物质内增益分布特性与温度分布特性之间的内在联系;通过计算机,对不同条件下工作物质内的温度分布情况进行了理论计算和数值模拟,并对其特性进行了详细讨论.     

780W全光纤窄线宽光纤激光器

高功率窄线宽光纤激光器在相干探测、功率光谱合成等方面具有广泛的应用前景.分析了高功率窄线宽光纤激光器中受激布里渊散射效应的抑制方法,以及正弦相位调制光谱展宽理论.采用正弦相位调制技术将单频激光器的线宽展宽至2.9 GHz,通过三级放大结构对输出功率为50 mW的窄线宽种子源进行放大,实现了中心波长1064.34 nm、线宽2.9 GHz、最大功率780 W的激光输出,光—光转换效率79%,光束质量M2x=1.44,M2y=1.43.分析了相位调制前后输出功率提高的原因,认为正弦相位调制增加的纵模降低了光纤中的功率谱密度,提高了输出激光的受激布里渊散射阈值,促使相位调制后的输出功率大幅提高.该激光器的输出功率仅受限于抽运功率,进一步提高抽运功率,有望实现更高功率的窄线宽光纤激光输出.     

kW级主振荡功率放大光纤激光器输出特性

分析了kW级光纤激光器实现单模激光输出的模式控制方式。采用主振荡功率放大方式,实现了工作波长1.08 m、最大输出功率1.05 kW的全光纤单模激光输出。对激光光谱和光束质量随激光功率的变化等输出特性进行了研究,结果表明:随着激光功率的增大中心波长和光束质量无变化,但谱宽逐渐展宽。分析了激光光谱展宽的原因,认为随着激光功率的增大,光栅纤芯的折射率变化增大,引起本振级的谱宽展宽,而本振级因谱宽展宽引入的噪声在放大级被放大,再加上放大级本身引入的自发辐射,共同造成放大级的谱宽展宽。对光束质量变差的原因进行了分析,认为光纤弯曲导致原先在纤芯中传输的激光部分被泄露到包层中,从而使光束质量变差。     

高能激光器波前预补偿技术研究北大核心CSCD

随着高功率激光技术的发展,目前的以高功率反射式变形镜为核心的波前校正装置只能通过增大口径来避免反射面损伤,还难以解决连续工作加热时的镜面形变问题。本文拟采用低功率变形镜在信号光阶段进行预补偿,达到高功率激光光束质量校正的效果。首先介绍了高能信号光预补偿技术的补偿原理、方法,然后在板条固体激光器输出功率分别为30W和3000W时进行了波前补偿实验,通过预补偿方法激光远场光束质量得到明显的改善和提高:在激光器输出功率为30W时,光束质量从β=10提高到β=15;在激光器输出功率为3000W时,光束质量从β=10提高到β=3,此外,本文还对非平面波前的信号光传输技术以及信号光预补偿技术的校正策略开展了相应的研究与试验。与传统的自适应光学校正方法相比,信号光预补偿技术可以从根本上摆脱强激光对变形镜的加热和损伤问题,无限的扩展了光束净化系统的功率限制。