二极管泵浦的被动调Q与脉冲幅度混沌Nd:LaMgAl11O19全固态激光器

基于二极管泵浦Nd:LaMgAl₁₁O₁₉无序晶体激光器实现了被动调Q激光以及脉冲幅度混沌激光的输出。当泵浦功率在4.8~8.6 W范围内时,激光器运转在被动调Q状态;当泵浦功率为8.6 W时,调Q激光的平均输出功率为613 mW、重复频率为157.1 kHz、脉冲宽度为2.2μs。当泵浦功率增加到8.7~10.5 W范围内时,输出激光的脉冲幅度呈不规则随机分布现象;通过分析脉冲峰值序列的自相关曲线、相位图、功率谱、随机直方图,判定激光器运转在脉冲幅度混沌状态;当泵浦功率功率为10.5 W时,脉冲幅度混沌激光的平均输出功率为814 mW。     

新型全固态高压多电平波形发生器的研制

为得到在生物医疗、器件物理特性等研究方面所需的高压多电平技术,提出了一种新型全固态高压多电平发生器结构。对比传统结构,该结构以更少开关管数量实现相同电平输出,这不仅减少了发生器的整体体积,更节约了成本,优化了系统的电磁兼容。详细阐述了电路的结构设计、工作原理以及阻性负载和容性负载下的控制时序,搭建了一台最大输出11级电平试验样机,实验表明,该高压多电平发生器采用改进型控制时序能够有效消除预脉冲现象,工作频率2 kHz,电压最高幅值±2 kV,能够在阻性和容性负载下稳定工作。     

500 kV全固态Marx发生器

500 kV全固态Marx发生器采用Z型电路结构,以28个最大工作电压达22 kV、满载最高连续重复运行频率达200 Hz的绝缘栅双极型晶体管组件作为脉冲控制开关,采用以金属化膜电容器和线绕电感构成的梯形脉冲形成网络作为储能和脉冲形成器件。目前已实现500 kV脉冲输出,在50 Hz的重复频率下实现数十个脉冲的猝发输出。该发生器的输出脉冲电压峰值与已有文献报道的最高功率固态Marx发生器技术指标相近,输出脉冲电流峰值提高1倍,达到1000 A,发生器输出脉冲功率峰值达到500 MW。在采用电容器作为储能元件时,此Marx发生器输出脉冲宽度可在3～10 s范围内连续调整。     

基于光学超晶格和全固态激光技术的准白光激光器

激光显示作为新一代的显示技术,有着传统显示方式无法比拟的优势,而红绿蓝三基色/准白光激光器则是激光显示技术的基础。三基色激光可以通过多种技术获得,通过非线性频率转换技术获得三基色激光是其中的一种。基于准位相匹配技术的光学超晶格作为非线性晶体通过微结构的设计能同时完成多个光参量过程。把光学超晶格多波长频率转换功能和全固态激光技术结合在一起,可以实现红绿蓝三色激光的同时输出。在此基础上,通过控制三色光的功率比例还可以获得白光的视觉效果,可称为准白色激光。本文介绍了我们在这一方面的初步工作,并对这一领域的发展作了一些展望。     

铒离子在氟氧化物玻璃陶瓷中的上转换发光特性研究

用转移函数方法分析了Er^3 在铒镱共掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷中的上转换发光过程,Er^3 绿色辐射的上转换发光强度与泵浦激光功率的非平方关系是由于Er^3 和Yb^3 之间的强交叉驰豫过程引起的,讨论了在稀土离子共掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷中提高Er^3 的上转换发光强度的几种方法。     

电致变色薄膜锂化技术的研究

提出了一种新的电致变色薄膜的锂化方法，通过电子枪蒸镀锂单质，提高了锂的离化率，从而提高了锂化效果，采用此技术研制的全固态电致变色薄膜器件获得了较好的变色特性，透射式和反射式全固态电致变色薄膜器件的变色性能分别为５０％￣５％和７０％￣２０％。     

全固态光子带隙光纤中实现光谱可控的大功率超连续谱输出

目前产生超连续谱大多采用全内反射光子晶体光纤,光谱宽度达两个倍频程,但无法对其位置和宽度进行主动控制。全固态光子带隙光纤的带隙效应具有光谱滤波功能,通过设计全固态光子带隙光纤的带隙和带隙内色散特性,可产生特定范围内的超连续谱输出,同时色散特性受纤芯直径影响很小,有利于光谱可控的大功率超连续谱产生。根据1.064μm的抽运脉冲激光的需要,设计了全固态光子带隙光纤,并计算了第一带隙内的色散、损耗及非线性系数等参数。通过与波长有关的损耗将带隙效应引入到广义非线性薛定谔方程中,模拟了飞秒脉冲在全固态光子带隙光纤中传输的时域和频谱演化,得到带隙内超连续谱输出。比较了在有无带隙的情况下,飞秒脉冲的时域和频谱在带隙光纤中随传输距离的演化,分析了带隙效应对超连续谱产生的影响。     

Cr~(2+):ZnSe全固态中红外激光器

建立了一种高质量、高效率全固态中红外激光系统,并对激光输出的效率、光束质量等指标进行了测试。首先,以二极管激光器为泵浦源,Tm~(3+):YAP晶体为增益介质,搭建了输出波长为1.97μm的近红外激光器。然后,以Tm~(3+):YAP激光器为泵浦源,自行开发研制的Cr~(2+):ZnSe单晶为增益介质,搭建了全固态中红外激光器。最后,测试了全固态中红外激光器的光束质量及激光器出光效率,并对谐振腔光效率的理论输出值与实际的激光器出光参数进行了对比。实验结果表明:此全固态中红外激光器的光光转换效率为17.2%,斜率效率为20%,在最高输出能量为3 W时的光束质量(M~2)在x和y方向分别为1.7和1.73,光束基本为圆形的高斯光斑。     

1047-nm all-solid-state laser based on Nd:LuLF

A compact all-solid-state continuous-wave (CW) laser at 1047 nm is developed based on Nd:LuLF, which is grown through the Czochralski technique. From the laser system, 1.3-W laser can be obtained, which corresponds to the slope efficiencies of 20.1% and 49.5% with respect to the incident and absorbed pump powers, respectively. To the best of our knowledge, this is the highest power level achieved at 1047 nm based on the Nd:LuLF crystal.     

百瓦级全固态绿光激光器的实验研究

利用80个20 W的二极管呈五角型阵列泵浦Nd:YAG棒,采用KTP晶体（Ⅱ类相位匹配θ＝90°,φ＝23.6°）腔内倍频、单声光调Q装置、平凹直腔结构,在泵浦电流17.5A、声光调制频率20.4kHz 时获得了平均输出功率为97 W、脉冲宽度150 ns的准连续绿光;分析了泵浦功率密度及晶体内部温度是影响倍频效率的因素,认为此实验中获得高功率的关键原因是对KTP晶体使用了角度调节并加强了水冷.