介绍了一种基于复合腔结构的Nd∶YVO₄-YVO₄-Cr ⁴⁺∶YAG 被动调Q内腔拉曼自锁模激光器。利用复合腔结构中基频光谐振腔与拉曼光谐振腔相互独立的优势,通过实验验证了受激拉曼散射(SRS)自锁模效应的存在;同时通过合理地控制拉曼光谐振腔的腔长,优化了基频光与拉曼光的模式匹配,大幅提高了拉曼调Q锁模激光的输出功率及转换效率,在17.15 W 808 nm二极管(LD)泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.23 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,光-光转换效率为7.17%,相比于直腔结构提升50%以上。锁模脉冲宽度为125.8 ps,脉冲重复频率为942.9 MHz,调Q包络重复频率约为70 kHz,脉宽为4.25 ns。将拉曼腔前腔镜的曲率半径由100 mm增加至150 mm,对应的拉曼腔长由120 mm增加至180 mm,在相同泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.19 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,转换效率为6.94%,脉冲重复频率降低至675.6 MHz。这些结果说明了该复合腔结构具备在保证输出功率及转换效率的同时,对1176 nm锁模激光的重复频率进行主动调控的能力。

报道了一种锁波长914 nm共振抽运的Nd∶YVO4/LBO腔内倍频的绿光激光器,利用锁波长914 nm的半导体激光器作为抽运源,极大地提高了抽运的均匀性和抽运效率,降低了激光器的热效应,从而获得了高光束质量的532 nm激光输出。当抽运功率为18 W,调制频率为130 kHz时,获得了最高输出功率为6.7 W的绿光,入射抽运光的光-光转换效率为37.2%,对应的吸收抽运光的光-光转换效率为60%。

液相放电能够产生各种活性物质, 其中羟基自由基(OH), 氢自由基(H)被认为是引发液相化学反应的主要活性物种, 但由于其活性强寿命短的特点, 测量比较困难, 由于缺少标准样品, 定量测量更为困难。 用光学方法测量自由基是一种直接测量方法, 其特点是瞬时在线测量, 能立即获得数据, 进行时间和空间分布测量。 为了研究微波水中放电产生的自由基特性, 利用发射光谱诊断技术对微波水中放电产生的活性物质进行了在线检测, 考察了微波功率、 反应器内部压强对OH自由基相对光谱强度的影响, 并观测了等离子体中OH自由基强度的空间分布; 同时, 估算了微波液相等离子体中的电子激发温度。 实验结果表明, 微波水中放电可以产生大量的OH, H, O自由基, 其中OH自由基的相对光谱强度最强, 并随微波功率的增加呈现明显上升的趋势, 随反应器内部压强的增大而迅速减弱; 以OH为主的自由基主要产生于电极尖端附近。 微波液相等离子体的电子激发温度约为0.33×104 K。

报道了一种基于914 nm共振泵浦技术的高效主动调Q Nd:YVO4自拉曼激光器。将处于基态低斯塔克能级粒子直接泵浦到激光上能级, 可以减小斯托克斯因子损耗、降低量子亏损, 从而实现了高效的1 176 nm拉曼光输出。在共振泵浦条件下, 对泵浦吸收对转换效率的影响进行了详细的实验研究。使用两块掺杂浓度不同的Nd:YVO4晶体, 分别获得了1.51 W(1.0-at.%, 20 ℃)和2.11 W(2.0-at.%, 20 ℃)的平均输出功率, 对应的光光转换效率分别为28.5%(1.0-at.%)和35.2%(2.0-at.%), 相对于吸收泵浦光的转换效率分别为42.7%(1.0-at.%) 和 39.0%(2.0-at.%)。

氢能作为一种高热值、 无污染的清洁能源日渐受到国内外专家学者的追捧。 微波液相放电技术在醇类中制氢具有光明的研究前景, 为氢能的研究开发开辟了一条新的途径。 通过对乙醇制氢发射光谱分析, 有利于分析微波液相放电醇类制氢机理的探讨, 为进一步改进微波液相放电制氢技术奠定基础。 本文采用2.45 GHz频率微波在液相醇类中放电实现了微波液相等离子体制氢, 并借助发射光谱仪对微波液相放电乙醇制氢光谱特性进行了研究。 研究结果显示: 微波液相放电乙醇制氢过程中, 能产生大量的H, O, OH, CH, C2等活性粒子; 乙醇放电光谱中OH自由基、 H自由基和O自由基的光谱强度要远大于纯水中OH自由基、 H自由基和O自由基的光谱强度; 高能粒子打开水分子中的O—H键, 脱氢制氢的过程较乙醇分子难度要大, 因此在微波乙醇放电制氢过程中, 氢气的来源主要是乙醇分子的脱氢重组, 水分解产氢的贡献度较低; 在外界压力与温度一定的条件下, OH, H, O自由基的发射光谱强度随着功率的增加显著增强, 而CH和C2活性粒子发射光谱强度则出现减弱趋势, 这表明较大的微波功率不仅使产生的高能粒子的能量增加, 同时高能粒子的密度也有所增加, 导致较多的CH和C2基团被充分碰撞打开。

利用880 nm半导体激光器同带泵浦声光调Q Nd:YVO₄自拉曼激光器，以减轻热效应对泵浦功率的限制和对拉曼增益的影响，获得高效的1 176 nm一阶斯托克斯光输出。使用两块长度10 mm的Nd:YVO₄晶体作为增益介质，脉冲重复频率190 kHz时，在26.8 W入射泵浦功率下获得6.11 W的平均输出功率，光光转换效率22.8%。实验研究了拉曼增益介质长度对输出功率和转换效率的影响，并对自拉曼激光器输出功率曲线中出现凹陷的原因进行分析，认为凹陷并非源自谐振腔稳定性，而是由于增益较弱的斯托克斯光对于谐振腔失调的敏感性所致。对照试验结果显示，与808 nm传统泵浦方式相比，880 nm同带泵浦下自拉曼激光器的输出功率和转换效率得到明显提高。

报道了一种由激光二极管抽运的Nd∶YAG/Nd∶YVO4 共轴双晶体的Cr∶YAG 被动调Q 激光器，利用这种方式相比于传统的Nd∶YAG/Cr∶YAG 激光器提高了输出激光的偏振比，在非线性频率变换过程中得到了更高的转换效率，当抽运功率为10 W 时获得了2.8 W 的被动调Q 1064 nm 激光输出，偏振比大于80∶1，激光重复频率为15 kHz，脉冲宽度为7 ns，采用LBO 作为非线性频率变换晶体，最终获得了223 mW 的355 nm 紫外激光输出。

为了研究微波液相放电等离子体的基本物理现象和放电特性, 为微波液相放电技术奠定一定的理论基础, 利用发射光谱仪对水中微波液相放电及放电中产生的活性粒子进行了检测, 同时对微波液相放电光谱数据统计方法进行了研究。 利用发射光谱仪结合数控摄像机对微波液相放电过程中起始放电和稳定放电两个过程进行了同步检测拍摄。 实验结果发现: 微波液相等离子体发射光谱强度波动较大, 光谱强度可以用10个光谱数据点进行平均计算; 放电的强度在一定程度上可以由等离子体区域面积所反映, 尽管如此, 等离子体区域面积和羟基自由基发射光谱强度的变化梯度并不一致, 这主要是因为在放电过程中, 放电强度不仅体现在等离子体区域面积, 同时也与等离子体区域的亮度有关。

报道了一种由波长锁定878.6 nm半导体激光器抽运Nd:YVO4晶体的1064 nm激光器，当晶体吸收7.41 W的抽运功率时获得了5.75 W的1064 nm激光输出，相对于吸收功率的斜率效率为80.2%，光光转换率为77.6%，并且对波长锁定878.6 nm，非波长锁定的808 nm，878.6 nm抽运的激光器的温度特性进行了研究，结果表明利用波长锁定878.6 nm作为抽运源的激光器在10 ℃~40 ℃的温度变化范围内具有很好的输出稳定性。