1 云南大学 物理与天文学院, 云南省高校光电器件工程重点实验室, 云南 昆明 650500
2 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 201899
3 上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
4 杭州医学院 医学影像学院, 浙江 杭州 310053
5 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
研究了15%Yb, 20%Na∶CaF2-SrF2混晶(Yb,Na∶CaF2-SrF2, CaF2∶SrF2=1∶1)的近红外光谱和激光参数特性。研究显示, Yb,Na∶CaF2-SrF2混晶在974 nm处吸收带宽为22 nm, 吸收系数为13.09 cm-1, 吸收截面为0.31×10-20 cm2。Yb3+离子在CaF2-SrF2基质中主发射峰中心波长位于1 010 nm, 肩峰中心波长位于1 036 nm, 发射带宽为56 nm, 在2F5/2→2F7/2能级之间跃迁对应的荧光寿命为228 μs。采用激发波长980 nm时, 1 010 nm处发射截面为6.52×10-20 cm2、1 036 nm处发射截面为4.11×10-20 cm2, 分别是915 nm激发时的1.49倍与1.68倍; 实现激光输出波长1 036 nm处达到布居反转时所需要激发的激活粒子数的最小分数βmin为0.34%, 在零声子线974 nm处的饱和泵浦功率密度Isat为290.58 kW·cm-2。上述结果表明, Yb,Na∶CaF2-SrF2混晶在近红外波段高能量激光系统中具有潜在应用前景。
氟化物激光晶体 镱离子 吸收光谱 荧光光谱 饱和泵浦功率密度 fluoride laser crystal Yb3+ ions absorption spectra fluorescence spectra saturation pump power density
Author Affiliations
Abstract
Research Center of Laser Fusion, CAEP, P.O. Box 919-988, Mianyang 621900, China
Thermal stress can induce birefringence in a laser medium, which can cause depolarization of the laser. The depolarization effect will be very severe in a high-average-power laser. Because the depolarization will make the frequency doubling efficiency decline, it should be compensated. In this paper, the thermal characteristics of two kinds of materials are analyzed in respect of temperature, thermal deformation and thermal stress. The depolarization result from thermal stress was simulated. Depolarization on non-uniform pumping was also simulated, and the compensation method is discussed.
depolarization depolarization compensation thermal birefringence High Power Laser Science and Engineering
2015, 3(1): 010000e9
Author Affiliations
Abstract
Research Center of Laser Fusion (RCLF), CAEP, P.O. Box 919-988, Mianyang, Sichuan 621900, China
The high repetition rate 10 J/10 ns Yb:YAG laser system and its key techniques are reported. The amplifiers in this system have a multi-pass V-shape structure and the heat in the amplifiers is removed by means of laminar water flow. In the main amplifier, the laser is four-pass, and an approximately 8.5 J/1 Hz/10 ns output is achieved in the primary test. The far-field of the output beam is approximately 10 times the diffraction limit. Because of the higher levels of amplified spontaneous emission (ASE) in the main amplifier, the output energy is lower than expected. At the end we discuss some measures that can improve the properties of the laser system.
Yb:YAG V-shape amplifier water-cooled 10 J laser system High Power Laser Science and Engineering
2014, 2(3): 03000e27
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 绵阳 621900
为了实现高功率Yb∶YAG激光器的高效冷却，对大口径片状Yb∶YAG激光器的水冷结构进行了设计，采用有限元方法对该结构的传热效果进行了数值模拟，得到了该结构的表面对流传热系数、换热面的温度分布等参量。结果表明，该设计可以得到均匀的传热系数分布和温度分布，传热系数达到1.8×104W/(m2·K)，介质表面温差在1K以内，换热效果良好。
激光技术 对流换热 高功率激光器 传热系数 温度分布 laser technique heat convection high power laser coefficient of heat transfer temperature distribution
1 清华大学 精密测试技术与仪器国家重点实验室,北京 100084
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,绵阳 621900
为了实现热容激光器远场可聚焦性的实时控制,采用角锥棱镜阵列作为准相位共轭反射镜对光束波前进行被动式实时补偿。详细研究了阵列角锥棱镜谐振腔的光学特性,通过优化谐振腔的构型,进行腔内滤波,抑制角锥之间的共轭模式,获得了在保持90％输出能力条件下的单模输出,中心主斑能量集中度提高了约4.5倍,远场可聚焦性与传统的平-凹腔比提高约10倍。结果表明,角锥棱镜阵列谐振腔具有热不灵敏的特性,可显著提高热容激光器的远场聚焦能力。
激光技术 单模 热不灵敏谐振腔 可聚焦性 laser technique single mode thermal insensitive cavity focusing capability
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
通过对普克尔盒由于定向失误以及应力变形在静态及施加半波电压情况下引起的退偏损耗分析和计算,提出了等离子体电极普克尔盒中开关晶体的加工、装校要求以及半波电压平顶起伏指标;在静态条件下,利用研制的等离子体电极普克尔盒对普克尔盒晶体光轴与光束传播方向在不同夹角下的退偏损耗进行了测量.实验结果与计算结果基本相符.
激光技术 电光开关 等离子体电极普克尔盒 退偏损耗
1 四川大学,光电科学系,四川,成都,610064
2 中国工程物理研究院,高温高密度等离子体物理国防科技重点实验室,四川,绵阳,621900
对离轴光线通过电光晶体时产生的退偏情况作了理论和实验研究.理论计算表明:当晶体厚度一定时,退偏损耗在一定范围内随离轴角度的增加而增加,随着入射光偏振方向偏离竖直方向的增大而增大.采用厚度为10mm的KDP晶体,实验测试了入射光偏振方向在竖直方向以及同竖直方向成45°时的退偏损耗.实验结果与理论计算的结果符合较好.
电光晶体 离轴光线 偏振 退偏损耗 Electro-optical crystal Off-axis-light Polarization Polarization loss
中国工程物理研究院等离子体物理国家重点实验室, 绵阳 621900
等离子体电极电光开关是大口径高功率固体激光器的关键技术之一。利用厚度为15 mm的KDP晶体研制了口径为240 mm×240 mm的金属壳体开关, 测试结果表明其主要指标达到了驱动器总体的要求。对目前的几种应用方法进行了对比研究。
等离子体电极 电光开关 普克尔盒 驱动器
