1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 中国科学院大学光电学院，北京 100049
从被动调Q速率方程出发，理论上研究了准连续波激光二极管（LD）泵浦Yb∶KYW/Cr4+∶YAG激光器时泵浦参数对脉冲输出特性的影响，通过数值计算解析了调Q脉冲延时、脉冲宽度、子脉冲序列等特性与泵浦速率的关系，从而获得最优化泵浦光占空比，有效减少连续波泵浦产生的热效应。进一步，在实验上采用高重频LD泵浦源，通过调控泵浦参数实现了被动调Q激光的重复频率、脉冲延时、脉冲串子脉冲个数等输出特征的准确锁定和控制。当采用泵浦功率为15.6 W、占空比分别为6.50%、8.00%和9.65%时，获得单脉冲、双脉冲和三脉冲的稳定输出，提高了泵浦脉冲和激光脉冲的耦合共振，实验结果与理论计算吻合较好。
激光器与激光光学 被动调Q Yb∶KYW 准连续波泵浦 脉冲产生 脉冲串 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0714003
1 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学 光电学院, 北京 100049
3 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心, 北京 100094
以LD泵浦光在侧泵模块水冷结构中的传输过程为研究内容, 基于模块结构参数、光波传输特性及介质透光特性, 系统分析了泵浦光在各介质表面和内部的偏振态变化、光强衰减过程及变化规律。重点分析了由介质表面菲涅尔效应和内部吸收效应等造成的光强衰减; 计算了泵浦光在水冷结构中单次往返过程的损耗系数和偏振态变化矩阵。分析结果对于优化模块泵浦效率、增强散热效果等有一定借鉴作用。
侧面泵浦 菲涅尔效应 吸收效应 热致双折射效应 损耗 side pumping Fresnel effect absorption effect thermally induced birefringence effect loss
1 中国科学院 光电研究院 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 101407
3 俄罗斯科学院 光纤研究中心, 莫斯科 119333,俄罗斯
为了实现对飞秒激光器产生的超短脉冲的进一步压缩, 对近年来出现的一种新型负曲率空芯光纤展开了研究, 并基于该光纤对800 nm飞秒激光进行了压缩实验。首先介绍了一种圆形玻璃管包层结构的负曲率空芯光纤, 通过有限元方法对光纤的损耗特性进行计算, 并与实验测试结果进行对比。然后利用广义非线性薛定谔方程对脉冲在光纤中的传输进行了模拟仿真。最后利用该光纤进行了超短脉冲压缩实验, 将脉冲宽度为160 fs的钛宝石飞秒激光耦合进一段充高压氩气的圆形玻璃管包层结构的负曲率空芯光纤, 通过光纤内反常色散和自相位调制的共同作用, 得到84 fs的输出, 实现脉冲的压缩, 实验结果与仿真计算一致。这种新型的负曲率空芯光纤损伤阈值高、色散、非线性系数小且灵活可调, 非常适用于超快领域研究。
负曲率 空芯光纤 脉冲压缩 negative-curvature hollow-core fiber pulse compression
1 中国科学院光电研究院,北京 100094
2 中国科学院大学, 北京100049
3 洛阳电光设备研究所, 洛阳 471000
便携式防空系统 (MANPADs)、各类红外制导导弹等红外热寻的**是民用、军用飞机重要的威胁。随着红外成像探测器被广泛用于热寻的制导**,传统的红外干扰机、曳光弹难以形成有效对抗, 以红外波段激光作为光源的红外定向对抗(DIRCM)系统是目前对抗热寻的**的有效手段。文中回顾了目前有代表性的红外定向对抗系统, 分析阐述用于红外定向对抗系统中的激光器关键技术, 给出红外成像探器致眩区域计算方法, 并讨论展望红外对抗激光器技术的发展趋势。
红外定向对抗 便携式防空系统 光参量振荡 光泵半导体激光器 量子级联激光器 direct IR countermeasure man-portable air defense system optical parametric oscillation optically-pumped semiconductor disk laser quantum-cascade laser 红外与激光工程
2018, 47(11): 1105009
1 中国科学院 光电研究院 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心, 北京100094
2 中国科学院大学, 北京 101407
3 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 102211
4 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
受激布里渊散射(SBS)脉宽压缩是实现高峰值功率、短脉冲激光输出的重要途径之一, 然而, 目前SBS脉宽压缩仅限于1~10 Hz低重复频率激光器, 限制了高重频短脉冲激光器在激光雷达、空间碎片探测以及目标成像等领域的应用。基于此, 开展了高重复频率下的SBS脉宽压缩实验研究。设计搭建了高重复频率的主振荡放大激光器, 开展了SBS二次级联脉宽压缩和SBS振荡放大双池脉宽压缩实验。通过SBS二次级联压缩实现了脉冲宽度从~32 ns压缩到~19 ns, 脉宽压缩比达16倍; 而通过SBS振荡放大双池结构实现了脉冲宽度从~4 ns压缩到376 ps, 脉宽压缩比达10倍。实验结果表明, 采用该超净封闭型SBS相位共轭镜, 在Stokes光输出能量达50 mJ时, 无光学击穿现象, 实现了在200 Hz高重复频率下的SBS脉宽压缩。
受激布里渊散射 相位共轭 脉宽压缩 短脉冲 stimulated Brillouin scattering(SBS) phase conjugation pulse width compression short pulse
1 中国科学院,光电研究院,光电系统工程部,北京,100080
2 中国科学院,物理研究所,凝聚态物理国家实验室,北京,100080
高平均功率蓝光激光是当前固体激光技术研究热点之一.尽管通过Nd3+的4F3/2→4I9/2态谱线倍频可获得瓦级蓝光输出,然而其准三能级物理特性严重限制其更高功率输出.研究了Nd3+离子4F3/2→4I13/2态1.3 μm谱线腔内三倍频产生高平均功率蓝光激光,获得4.3 W蓝光激光输出,重复频率3.5 kHz,脉冲宽度150±10 ns,光束质量M2因子约为5±1.研究表明:Nd:YAG晶体1.3 μm多谱线振荡是制约实验结果的重要因素,若克服多谱线振荡问题,有望获得10 W级蓝光激光输出.
全固态激光 蓝光 腔内和频
1 北京国科世纪激光技术有限责任公司, 北京 100085
2 中国科学院物理研究所,北京 100080
介绍了以激光二极管抽运Nd∶YAG晶体的倍频激光器为抽运源,高平均功率准连续运转的全固态宽调谐掺钛蓝宝石(Ti∶sapphire)激光器。自由运转时,在抽运光功率为16 W,透过率为30％时,获得了最高6.44 W的掺钛蓝宝石激光输出,相应光光转换效率大于40％。为了获得宽波段可调谐激光输出,采用石英布氏棱镜对作腔内色散元件,通过调节输出镜获得了调谐范围740～880 nm,线宽约1 nm的宽波段输出。在抽运光功率为11.5 W时,最高输出功率为2.87 W,相应的光光转换效率为25％。作为对比,又研究了重火石棱镜作为腔内色散元件时,掺钛蓝宝石激光器的调谐输出特性,实验表明输出激光的线宽明显变窄,但输出功率却显著下降。
激光技术 全固态掺钛蓝宝石激光器 色散 高平均功率 准连续 宽调谐
1 中国科学院物理研究所, 北京 100080
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
采用啁啾脉冲激光放大技术,以Cr:LiSAF晶体为放大介质,对飞秒种子脉冲进行放大,获得了运转频率0.5Hz,最大单脉冲能最近200mJ的皮秒脉冲。再压缩后获得脉宽约350fs,最大峰值功率近0.04TW的光脉冲输出。
激光技术 CrLiSAF晶体 啁啾脉冲放大 飞秒脉冲
研制了一台高光束质量的全固态Nd:YAG激光器,采用KTP腔外倍频,获得了大于20 W准连续绿光输出,峰功率可达1.15×10 5 W,光束质量因子M2值约为4。
全固态激光器 532 nm绿光 KTP晶体 腔外倍频
1 中国科学院物理研究所,北京,100080
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
设计了灯抽运Cr∶LiSAF(Cr∶LiSrAlF6)飞秒再生放大系统,对80 fs光脉冲(展宽后约103 ps)进行了再生放大研究,获得了再生放大的输出能量与输入能量和放大倍率与放大往返次数间的关系,得到了8×105的放大倍率和0.4 mJ的单脉冲再生放大输出.
激光技术 再生放大 Cr:LiSAF晶体 飞秒脉冲
