Dan Wang 1,2,3,*Ping He 2Tangjian Zhou 2Mi Li 2[ ... ]Rihong Zhu 1
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
2 Institute of Applied Electronics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 430079, China
3 Graduate School of China Academy of Engineering Physics, Beijing 100193, China
A high-power CW Yb:YAG slab laser amplifier with no adaptive optics correction has been experimentally established. At room temperature, the amplifier emits a power of 22 kW with an average beam quality (β) of less than 3 in 0.5 min. To our knowledge, this is the brightest slab laser without closed-loop adaptive optics demonstrated to date. In addition, an extracted power of 17 kW with an optical extraction efficiency of 33%, corresponding to a residual optical path difference of less than 0.5 µm, is achieved with the single Yb:YAG slab gain module. The slab gain module has the potential to be scalable to higher powers while maintaining good beam quality. This makes a high-power solid-state laser system simpler and more robust.
laser amplifier Yb:YAG slab laser surface quality pumping uniformity 
Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031402
作者单位
摘要
西安石油大学 理学院,西安 710065
设计并制作了一种高灵敏度且制作简单的聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)微球与单模光纤复合的湿度传感器。该光纤湿度传感器由PMMA微球与单模光纤构成。由于在微球中形成了法布里-珀罗腔,当外界环境湿度升高时,PMMA微球吸收水分子体积膨胀,导致法布里-珀罗腔的腔长增长,使得传感器干涉光谱的波峰(谷)发生红移,从而实现湿度传感。对所制作传感器的湿度响应、稳定性和重复性等进行了实验研究,实验结果表明:在30%~80%湿度范围内,该湿度传感器的灵敏度达173.36 pm/%RH,波长漂移随相对湿度变化呈良好的线性关系,其线性度达0.992 26,且具有良好的稳定性和重复性。该PMMA微球与单模光纤复合的湿度传感器具有灵敏度高、结构简单、无需镀膜且易于制作的优点。
光纤传感器 聚甲基丙烯酸甲酯 单模光纤 法布里-珀罗腔 相对湿度 Fiber-optic sensor Polymethyl methacrylate Single-mode fiber Fabry-Pérot cavity Relative humidity 
光子学报
2023, 52(2): 0206002
作者单位
摘要
西安石油大学理学院, 陕西 西安 710065
太赫兹(Terahertz, THz)波在无线通信、生物医学、无损检测、军用雷达等领域具有潜在的应用前景。研究THz慢光效应对THz通信和检测技术具有非常重要的实际意义。目前已报道的THz慢光效应研究还面临一系列问题。由于具有结构设计灵活和电磁特性可设计的特点, 电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency, EIT)超材料为THz慢光效应提供了崭新的研究平台。介绍了基于EIT超材料的THz慢光效应的基本原理以及近年来的研究进展, 并对THz慢光效应的发展趋势进行了分析和展望。
超材料 太赫兹 慢光效应 电磁诱导透明 metamaterials terahertz slow light effect electromagnetically induced transparency 
红外
2023, 44(1): 32
作者单位
摘要
1 南京大学 现代工程与应用科学学院 智能光感知与调控技术教育部重点实验,江苏 南京 210023
2 上海无线电设备研究所,上海 200082
在空间下行相干激光通信系统中,激光器的线宽大小会影响通信系统的性能,而窄线宽激光器能有效降低激光器线宽引起的激光器相位噪声,目前已经成为相干激光通信系统的首选。光信号在大气信道传输时,大气湍流会引起光信号强度和相位的波动,从而进一步影响系统的通信性能。针对上述问题,基于四相移键控(Quadri Phase Shift Keying, QPSK)通信系统的工作原理,进一步考虑窄线宽激光器线宽和大气湍流引起的光信号强度和相位的波动,给出了空间下行QPSK通信系统误码率模型。并基于该模型,数值仿真分析了窄线宽激光器对空间下行相干激光通信系统性能的影响。结果表明:大气湍流不仅严重影响系统性能,也会弱化激光器线宽对系统性能的影响。而对于大气湍流影响而言,其引起的相位波动要大于光强波动的影响。此外,随着通信速率增大,激光器线宽对于系统性能影响也会随之降低。文中对于空间下行相干激光通信系统的优化设计和调试具有一定的实际参考意义。
空间相干激光通信 误码率 大气湍流 窄线宽激光器 相位波动 space coherent laser communications bit error rate atmosphere turbulence narrow linewidth laser phase fluctuations 
红外与激光工程
2023, 52(1): 20220219
王金川 1,2,3李密 1,2杜佳林 1,2汪丹 1,2[ ... ]高清松 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 612900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室,四川 绵阳 612900
3 中国工程物理研究院 研究生院,北京 100088
设计了一种高倍率的固体皮秒脉冲激光放大器,采用Nd:YAG板条作为激光增益介质。借助板条结构的角度选通结构,搭建了板条五通放大系统,实现了对注入皮秒脉冲激光的高倍率放大。种子源工作在脉冲模式,放大器泵浦源在连续模式工作。皮秒光纤激光器可以在不同的重复频率下工作,脉冲宽度为13.4 ps。种子光经过隔离和耦合系统之后,注入板条的单脉冲能量为25 nJ。当种子源工作重复频率为24.46 MHz时,板条放大器输出平均功率377 W,单脉冲能量15.5 μJ;当种子源工作重复频率为49.8 kHz时,板条放大器输出平均功率89 W,单脉冲能量1.8 mJ,峰值功率为134 MW,放大倍率达到7.2×104
激光器 皮秒激光 固体激光器 高倍率 五通放大 laser picosecond laser solid-state laser high magnification five-pass amplification 
强激光与粒子束
2022, 34(6): 061001
王亚楠 1,2周唐建 1,2尚建力 1,2李密 1,2[ ... ]汪丹 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室,四川 绵阳 621999
3 中国工程物理研究院研究生院,北京 100088
计算了Yb∶YAG板条选通角并优化设计了放大链路构型。对比分析了反射式像传递系统优势并计算了像传递系统的球差,结果表明,反射式像传递系统可大幅减小系统球差,有利于提升放大激光光束质量。室温下搭建了基于单个Yb板条的三通主振荡器功率放大系统,通过采用反射式像传递放大链路设计,同时优化泵浦激光与种子激光的近场强度匹配,实现在无主动光学校正系统下,功率7.13 kW、光束质量优于2倍衍射极限的激光输出。
激光器 Yb∶YAG 板条激光放大器 光束质量 像传递系统 
激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1114007
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900;中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室,四川 绵阳 621900
报道了高效紧凑室温Yb:YAG板条全固态激光研究进展。建立了室温Yb板条激光动力学模型,分析了泵浦激光通量和注入激光亮度与光光效率的关系,以及板条边缘效应抑制方法。实验获得了输出功率22.3 kW、光光效率36%和光束质量优于2.4倍衍射极限的激光输出,为更高功率的Yb板条激光关键技术研究及开发小型化、轻量化、实用化的高功率激光器奠定了基础。
激光技术 固体激光 板条激光 光束质量 laser technology solid state laser slab laser beam quality 
强激光与粒子束
2020, 32(12): 121009
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China
With the increasing demand for space optical communication security, space chaotic optical communication has attracted a great amount of attention. Compared with traditional space optical communication, a chaotic optical communication system has a higher bit error rate (BER) for its complex system design. In order to decrease the BER of space chaotic optical communication systems, we introduce two diffractive optical elements (DOEs) at a transmitting terminal (Tx). That is because the commonly used reflective optical antenna at Tx blocks the central part of the transmission beam, which leads to a great amount of power consumption. Introducing the DOEs into the optical subsystem at Tx can reshape the transmission beam from a Gaussian distribution to a hollow Gaussian distribution so that the block of the secondary mirror in the reflective optical antenna can be avoided. In terms of the DOE influence on communication quality, we give a BER model based on a minimum-shift-key (MSK) space uplink chaotic optical communication system to describe the DOE function. Based on the model, we further investigate the effect of the DOEs through analyzing the BER relationship versus basic system parameters based on the BER model. Both different mismatch conditions of chaotic systems and different atmospheric turbulence conditions are considered. These results will be helpful for the scheme design of space uplink chaotic optical communication systems.
chaotic-encrypted communication space uplink optical communication atmospheric turbulence effects diffractive optical element design minimum-shift-key bit error rate 
Chinese Optics Letters
2020, 18(7): 070601
陈月健 1,2庞毓 1,2周唐建 1,2尚建力 1,2[ ... ]王亚楠 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院研究生部, 北京 100088
报道了一种高重复频率、大单脉冲能量的全固态声光调Q Nd∶YAG激光器。采用主振荡-功率放大(MOPA)结构,将具有热补偿结构的双棒串接谐振腔作为种子源, 两个板条增益模块作为放大器。采用熔石英为声光介质,重复频率在10~100 kHz范围内可调。种子源在10 kHz重复频率下获得平均功率为14 W的线偏振脉冲激光输出,种子光经扩束整形后注入两级板条增益模块进行功率放大。当抽运功率为22.7 kW时,可获得平均功率为4256 W的激光输出,单脉冲能量为425.6 mJ,激光脉宽为133 ns,峰值功率为3.2 MW,光束质量β为3.8倍衍射极限。此外,改变激光的重复频率时,激光输出功率和脉宽无明显变化。
激光器 脉冲激光器 声光调Q激光器 大能量 Nd∶YAG; 
中国激光
2019, 46(7): 0701005
李密 1,2,3,*尚建力 1,2周唐建 1,2汪丹 1,2[ ... ]唐淳 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621999
3 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088
对室温下零声子线(抽运波长为969 nm)抽运Yb…YAG激光器进行了理论研究,建立了969 nm抽运Yb…YAG的速率方程。在相同热负载状态下,通过数值模拟分别得到969 nm和941 nm抽运时Yb…YAG板条放大器的光-光转换效率和输出激光强度。模拟结果表明:941 nm和969 nm抽运的光-光转换效率基本相同;抽运波长为969 nm的抽运强度比941 nm提高了20%以上。
激光器 Yb…YAG 零声子线抽运 吸收截面 受激发射截面 光-光转换效率 
光学学报
2019, 39(2): 0214003

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