作者单位
摘要
1 江苏师范大学江苏省先进激光材料与器件重点实验室,江苏 徐州 221116
2 山东大学光学高等研究中心,山东 青岛 266237
3 同济大学高等研究院物理科学与工程学院,上海 200092
4 江苏省先进激光材料与器件国际合作联合实验室,江苏 徐州 221116
单晶光纤(SCF)具有长径比高、比表面积大、散热好等优势,近年来成为高功率激光振荡器及放大器的选择材料之一。采用光线追迹法,模拟分析了泵浦光在Tm∶YAG SCF中的传播模式及强度分布情况。采用1.7 μm激光二极管(LD)作为泵浦源进行共振泵浦,将模式匹配和泵浦光导波传输结构相结合,实现了Tm∶YAG SCF连续激光运转,在~2.02 μm处获得了7.85 W的功率输出,对应入射泵浦功率的斜效率为46.3%。
激光器 固体激光器 共振泵浦 Tm∶YAG单晶光纤 泵浦导波 
中国激光
2024, 51(6): 0601003
作者单位
摘要
1 江苏大学机械工程学院,江苏 镇江 212013
2 江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院,江苏 镇江 212013
3 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
基于空间光调制器外光路分束进行并行加工是提高超快激光加工效率的有效方法。高均匀度分束算法是实现外光路分束的关键。在实际光路中,由于光路不完全满足理论条件,经典的GS算法生成的多光束均匀度远低于理论值,不满足阵列化激光加工的要求。基于GS?GA算法的思想与图像处理技术,在程序设计中引入了实时反馈的功能,以达到提高分束均匀度的目的。并采用加载菲涅耳透镜相位的方式分离零级光,避免重建光场离轴带来的畸变。最终实现了均匀度接近94%的分束,并通过加工实验验证了高均匀度分束算法在精密加工中的应用效果。
激光技术 空间光调制 分束整形 超快激光精密加工 遗传算法 GS算法 
中国激光
2023, 50(16): 1602401
王浩然 1,2王建磊 2,3,**李培丽 1,*卢振旭 1[ ... ]陈卫标 2,3
作者单位
摘要
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 南京先进激光技术研究院,江苏 南京 210038
3 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
为实现片状结构高重复频率大能量激光放大器的高效热管理,采用有限元分析(FEA)方法,充分考虑增益介质内部非均匀热分布、微通道热沉中的流速、对流扩散等影响因素,引入流-热-固多物理场耦合数值分析模型,对激光放大器热沉进行分析优化,并基于优化结果探讨了不同流速下微通道热沉的散热冷却能力。模拟结果表明:当基底厚度Hb=2 mm、单个微通道高度Hc=4 mm和宽度Wc=0.4 mm、两微通道的间距Ww=0.3 mm时,微通道热沉冷却能力最强,热阻最小;微通道内冷却液流速过大会导致较大的流动压力损失;微通道热沉的平均等效换热系数可达50000 W/(m2 ·K)。
激光器 微通道 片状激光放大器 非均匀温度分布 流-热-固耦合模型 数值仿真 
中国激光
2023, 50(7): 0701002
作者单位
摘要
山东大学光学高等研究中心,山东 青岛 266237
为得到不添加额外吸收剂的透明聚碳酸酯(PC)焊接试样,使用波长1710 nm和1910 nm的激光对PC进行了透射焊接研究,通过观察焊缝外观和测试焊缝强度以确定焊接试样的质量。试验结果表明:1710 nm和1910 nm的激光可以得到强度接近、焊接效果较好的PC试样;使用1710 nm的激光,在功率为20 W、焊接速度为6.5 mm/s、离焦量为-6 mm时,得到了最大拉断力为1334.4 N、焊接外观效果较好的PC试样,试样的强度达到了PC本体的60.9%。
激光技术 透明塑料 激光焊接 聚碳酸酯 
激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0114003
作者单位
摘要
山东大学光学高等研究中心, 山东 青岛 266237
使用1 710 nm半导体激光器,对同种透明聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料进行激光透射焊接,由于透明PET塑料对1.7 μm的激光具有较高吸收率,因此焊接过程无需添加激光吸收剂。通过调整激光功率和焊接速度,探讨了线能量对焊接强度的影响。在激光功率为10 W,焊接速度为7.5 mm/s时,得到了美观牢固的焊接试件,此时的线能量为1.33 J/mm。保持此线能量不变,在激光功率为5~30 W的范围内设计了对比试验。结果表明,激光功率在5~30 W、焊接速度在3.75~22.50 mm/s内改变对焊接试件的焊缝强度影响较小。
聚对苯二甲酸乙二醇酯 透明塑料 激光透射焊接 吸收剂 polyethylene glycol terephthalate(PET) transparent plastic laser transmission welding absorbent 
应用激光
2022, 42(4): 29
Author Affiliations
Abstract
1 Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy, Max-Born-Str. 2a, D-12489Berlin, Germany
2 Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy, Max-Born-Str. 2a, D-12489Berlin, Germany
3 Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, Jiangsu Normal University, Xuzhou221116, China
4 School of Physics Science and Engineering, Institute for Advanced Study, Tongji University, Shanghai200092, China
5 Departament Química Física i Inorgànica, Física i Cristal.lografia de Materials i Nanomaterials (FiCMA-FiCNA)-EMaS, Universitat Rovira i Virgili, Campus Sescelades, E-43007Tarragona, Spain
6 Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (CIMAP), UMR 6252 CEA-CNRS-ENSICAEN, Université de Caen, 6 Boulevard du Maréchal Juin, 14050Caen Cedex 4, France
7 State Key Laboratory of Crystal Materials and Institute of Crystal Materials, Shandong University, Jinan250100, China
We report on a high-power Ho:YAG single-crystal fiber (SCF) laser inband pumped by a high-brightness Tm-fiber laser at 1908 nm. The Ho:YAG SCF grown by the micro-pulling-down technique exhibits a propagation loss of $0.05\pm 0.005~\text{cm}^{-1}$ at $2.09~\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$. A continuous-wave output power of 35.2 W is achieved with a slope efficiency of 42.7%, which is to the best of our knowledge the highest power ever reported from an SCF-based laser in the 2 $\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$ spectral range.
high-power laser Ho:YAG mid-IR laser single-crystal fiber 
High Power Laser Science and Engineering
2020, 8(2): 02000e25
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Shanghai 201800, China
4 Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A 1.5 J Nd:LuAG ceramic active mirror laser amplifier with a high beam quality is demonstrated in which a 0.8% (atomic fraction) Nd-doped Nd:LuAG ceramic disk with a diameter of 64 mm and a thickness of 5.5 mm is used as a laser gain medium. A maximum single-pass small-signal gain of 2.59 is measured when the pump energy is 11.5 J, with an injected seed energy of 0.4 J; a maximum output energy of 1.5 J is obtained at the repetition rate of 10 Hz. A far-field beam spot 1.25 times the diffraction limit (DL) is achieved by using a stimulated Brillouin scattering phase conjugation mirror (SBS-PCM) for wavefront correction.
high energy lasers disk laser amplifiers Nd:LuAG ceramic high beam quality 
Chinese Optics Letters
2020, 18(2): 021401
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A high-beam-quality diode-pumped neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:YAG) active mirror laser amplifier was demonstrated. The size of the Nd:YAG crystal was 48 mm × 42 mm × 11 mm with 0.6 at.% Nd doped. When the pump energy was 26.8 J and the input energy was 0.3 J, the output pulse energy reached 5.4 J, and the pulse width of 11.3 ns at a 5 Hz repetition rate was obtained for the two gain modules in three-pass amplification, with corresponding optical-to-optical efficiency of 21.2%. The beam quality was measured as Mx2=2.48 and My2=2.43 in horizontal and vertical directions, respectively.
140.3280 Laser amplifiers 140.3460 Lasers 
Chinese Optics Letters
2018, 16(12): 121402
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
对大口径有源反射镜式片状Nd∶LuAG陶瓷激光增益介质在高功率激光二极管(LD)抽运条件下的热效应及其引入的波前畸变进行了分析。片状Nd∶LuAG陶瓷尺寸为64 mm×6 mm,抽运峰值功率为58.5 kW,抽运光斑大小为32 mm×35 mm,在激光光束的入射角度为15°时对有源反射镜式片状Nd∶LuAG增益介质的热效应和波前畸变进行仿真分析。仿真结果显示在抽运状态时片状Nd∶LuAG陶瓷的最高温度为55.6 ℃; 水平方向和垂直方向引入的负焦距分别为FH=-65.78 m和FV=-77.28 m。模拟放大后激光波前畸变峰谷值为4.33λ(激光波长λ为1064 nm),波前畸变主要为离焦量导致的像散。在此基础上搭建了相应的实验装置,测得抽运状态下Nd∶LuAG陶瓷的温度分布及引入的激光光束波前畸变。模拟分析数据与实验数据相吻合。模拟计算和实验分析结果为片状Nd∶LuAG陶瓷激光放大系统抽运均匀性的优化及激光光束质量的控制等提供了重要的参考依据。
激光器 有源反射镜式片状放大器 热分析 Nd∶LuAG陶瓷 
中国激光
2018, 45(8): 0801002
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
搭建了一套氙灯抽运的有源反射镜钕玻璃激光放大器系统。实验研究了有源反射镜钕玻璃激光放大器的增益特性及能量提取。钕玻璃几何尺寸为380 mm×160 mm×30 mm, 掺杂浓度为2.2 %(质量分数)。充电电压为23 kV时, 实验测得系统的小信号增益系数为0.056 cm-1, 储能效率为2.0%。充电电压为22 kV时, 输出激光光斑尺寸为 126 mm ×126 mm, 脉冲宽度为5 ns;预放注入能量为6.67 J时, 激光放大系统获得最大为349 J的能量输出。系统静态波前峰谷(PV)值为8.38λ。
激光器 激光放大器 高功率激光 有源反射镜 钕玻璃 氙灯 
中国激光
2018, 45(5): 0501001

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