1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室，辽宁 大连 116023
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国烟草总公司郑州烟草研究院，河南 郑州 450001
基于自主研制的72通薄片泵浦模块进行了克尔透镜锁模薄片激光技术研究。首先，分析了薄片克尔透镜锁模原理。然后，基于ABCD矩阵和孤子锁模理论设计了谐振腔。最后，基于72通泵浦模块进行了克尔透镜锁模谐振腔飞秒脉冲实验研究，当泵浦功率为72 W时，获得了平均功率为11.78 W、脉冲宽度为243 fs、重复频率为81.45 MHz的飞秒脉冲输出；优化腔型后，在94 W泵浦时得到了22.33 W的输出功率，脉冲宽度为394 fs。
激光器 薄片激光器 多通泵浦 克尔透镜锁模 飞秒激光 中国激光
2023, 50(14): 1401006
1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于自主研制的24通薄片泵浦模块,开展了高重复频率、窄脉宽、高光束质量的腔倒空激光技术研究。首先,基于朗伯-比尔定律,计算了不同厚度的薄片晶体的吸收效率和泵浦多通数之间的关系;其次,基于准三能级速率方程,计算了阈值泵浦功率、连续输出功率与输出镜透过率的关系,并对腔倒空谐振腔中光子数密度随时间的变化规律进行了研究。最后,采用该多通泵浦模块进行了连续出光实验,获得了输出功率为94.1 W的1030 nm连续p偏振激光输出,其光-光转化效率为52.28%,斜率效率为60%,光束质量为 =2.05, =1.93的基模输出;不改变腔型结构,插入普克尔盒和1/4波片,获得了脉冲宽度为7.43 ns,重复频率为100 kHz的1030 nm脉冲输出,平均输出功率为65.4 W,光-光效率为36.33%,斜效率为45%,光束质量 =2.37, =2.20。
激光器 薄片激光器 腔倒空 多通泵浦 重复频率 光束质量 中国激光
2021, 48(13): 1301002
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 西北核技术研究所, 陕西 西安 710024
3 中国科学院 大连化学物理研究所, 辽宁 大连 116023
为了明确氧碘化学激光器腔镜损伤的原因, 对腔镜表面的缺陷进行了研究。利用扫描探针显微镜观察了激光器腔镜表面缺陷, 分析了腔镜表面微观形貌, 讨论了常见缺陷的形状及成因。然后, 建立了简化的带污染物腔镜的模型。利用COMSOL Multiphysics软件对环形光束辐照腔镜进行了仿真计算。最后, 给出了缺陷大小、功率密度和腔镜表面温度的关系, 分析了吸附层对腔镜熔融损伤的影响。计算结果表明: 腔镜表面污染物大小不变时, 激光辐照的功率密度越大, 温度增长越快, 薄膜表面越容易出现熔融损伤; 腔镜表面污染物半径达到2.3 mm时, 腔镜薄膜即可出现熔融损伤。另外, 吸附层吸收系数增加1%, 腔镜最高温度增加约210 K。本文所得结论可为分析腔镜损伤原因和制定腔镜更换依据提供参考。
氧碘化学激光器 腔镜 表面缺陷 腔镜污染 熔融损伤 激光辐照 Chemical Oxygen-iodine Laser (COIL) cavity mirror surface defect melting damage laser radiation 光学 精密工程
2016, 24(12): 2948
中国科学院 大连化学物理研究所,化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
针对超音速化学氧碘激光器增益介质的横流特性,设计了具有增益负反馈的光学谐振腔结构,通过化学反应的超音速流场和光场的耦合仿真,根据具体的激光器运行参数,论证了这种结构实现自脉冲激光的可行性.结果表明:振荡激光在增益区上游放大次数越多,对上游增益介质能量提取能力越强,脉冲调制作用越显著.采用激光光斑缩束再放大的结构设计,脉冲激光的峰值功率提高10~20倍,从理论上证明了增益负反馈的调制方法能够实现横流激光器脉冲激光输出.
增益负反馈 化学氧碘激光器 脉冲 脉宽压窄 峰值功率 gain negative feedback chemical oxygen iodine laser pulse pulse width decrease peak power 强激光与粒子束
2015, 27(6): 061010
1 大连理工大学 材料科学与工程学院, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院 大连化学物理研究所, 中国科学院 化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
为解决大口径非晶金属第一镜实现难题，在研究块体金属玻璃Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8材料基础上，采用金属玻璃块体材料制作拼接成溅射靶材，通过非平衡磁控溅射镀膜方法，实现了Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8非晶金属薄膜第一镜。研究结果表明：通过成分设计及合成靶材的设计，能够实现与块体金属玻璃具有相同光学特性的非晶薄膜第一镜；通过Cr成分改进，能够进一步提高非晶金属薄膜第一镜在可见光波段的光谱反射率。
第一镜 金属玻璃 薄膜表面 光谱反射率 first mirror metallic glasses film surface spectral reflectivity 强激光与粒子束
2014, 26(10): 104002
1 大连理工大学 化工与环境生命学部, 辽宁 大连 116024
2 中国科学院 大连化学物理研究所, 化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
建立了固体激光微通道冷却器数学模型，运用商业软件Fluent进行求解计算，并与文献中数据进行对比，验证了模型的可靠性。分析微通道尺寸及结构对转捩雷诺数影响，结果表明：微通道当量直径对于转捩雷诺数影响甚微，收缩比的大小是引起转捩雷诺数不同的关键因素,最终确定了不同收缩比下的转捩雷诺数。
微通道冷却 数值模拟 转捩流动 收缩段 热效应 microchannel cooling numerical simulation transition flow contraction section thermal effect 强激光与粒子束
2014, 26(5): 051008
中国科学院大连化学物理研究所中国科学院化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
利用双光子吸收机制，以778 nm染料激光器作为抽运源，以碱金属Rb蒸气作为增益介质，成功获得了420 nm的蓝光激光输出。以Rb原子能级结构为基础，对其产生蓝光的机理和双光子吸收机制进行了分析描述。基态52S1/2能级的Rb原子通过吸收两个778.1 nm的光子跃迁到激发态52D5/2能级，通过辐射中红外光子跃迁到激光上能级62P3/2，与基态52S1/2能级形成粒子布居数反转,产生420 nm蓝色激光。对激光二极管抽运碱金属蓝光激光器的发展前景进行了展望。
激光器 碱金属蒸气激光器 蓝光激光器 双光子吸收 中国激光
2013, 40(10): 1002011
1 大连理工大学 材料科学与工程学院, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院 大连化学物理研究所, 中国科学院 化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
研究了块体金属玻璃（块体非晶合金）Zr65Al7.5Ni10Cu17.5, Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8和金属多晶钼3种第一镜材料经低温等离子体H和Ar辐照后的表面特性变化。结果表明，两种块体金属玻璃的抗H等离子体溅射能力与其成分有关。随着等离子体辐照时间的增加，金属多晶钼和块体金属玻璃Zr65Al7.5Ni10Cu17.5的表面粗糙度增大,镜面反射率降低；而块体金属玻璃Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8的表面粗糙度减小,镜面反射率升高。X射线衍射仪（XRD）分析表明，块体金属玻璃在离子体溅射过程中，表面微结构具有自修复性。
第一镜 块体金属玻璃 聚变堆 等离子体溅射 镜面反射率 first mirror bulk metallic glasses fusion reactor plasma sputtering specular reflectivity 强激光与粒子束
2011, 23(12): 3329
1 中国科学院,大连化学物理研究所,辽宁,大连,116023
2 大连轻工业学院,信息学院,辽宁,大连,116034
通过两块楔镜补充衰减和中性衰减片相结合的能量衰减方法,测得了功率密度为20 W/mm2 COIL的偏振态.采用角反射器作为稳定腔折返装置,提高了激光能量分布的均匀性.激光光束分别以45°的入射角入射到两块楔镜上,被楔镜反射后,垂直通过中性衰减片,最后进入偏振态测试仪.实验结果表明:在腔内没有任何偏振选择器件和不加外部电磁场的情况下,采用折叠式稳定腔的横流双模块氧碘化学激光光束呈现部分偏振性质,而且在出光过程中偏振度逐渐降低.
高能氧碘化学激光 偏振态 能量衰减 楔镜 衰减片
