分析了磷化体半导体激光器、掺铒光纤激光器、掺铒固体激光器和基于光学参量振荡器的固体激光器等4种典型短波红外激光器的技术特点与现状, 叙述了它们在光电主动侦察和反侦察中的应用。为了满足军用光电系统对激光设备的小型轻量化要求, 如何提高半导体激光器、光纤激光器和掺铒固体激光器输出功率/能量, 已经成为短波红外激光器发展的主流方向。指出基于光学参量振荡器的固体激光器在远距离选通观察、闪光成像雷达和激光损伤方面的优势依然非常明显, 还应进一步提高激光输出能量和激光重复频率。
短波红外激光 激光主动侦察 激光反侦察 激光辅助照明 激光选通观察 short-wavelength infrared laser active laser reconnaissance laser counter-reconnaissance laser assistance illumination laser gated-viewing
从提高**平台综合性能、优化**平台设计的角度, 提出了激光综合的内涵和实现的基本思路,并根据所采用激光器类型的不同, 将激光综合应用系统归纳为3大类: 第1类是峰值功率兆瓦到百兆瓦量级的脉冲固体激光综合系统, 该类激光系统目前工程化样机的1.064 μm基频光能量已经达到了2 J; 第2类是峰值功率百瓦到千瓦量级的高重频激光综合系统; 第3类是平均功率毫瓦到瓦量级的脉冲半导体激光综合系统。这3类多功能激光综合应用系统, 将在未来新型**平台上发挥重要作用, 必将对未来各作战平台优化集成和整体技术性能的提高起到极大的促进作用。
激光综合应用 多功能激光器 脉冲固体激光器 高重频激光器 脉冲半导体激光器 laser comprehensive application multi-function lasers pulse solid-state lasers high repetition frequency lasers pulse semi-conductor lasers
针对定向红外对抗系统对中波红外激光器在激光波段、激光功率、激光束散角、激光重复频率以及调制波形等方面的具体要求, 通过对光泵半导体激光器、量子级联激光器和基于光学参量振荡的固体以及光纤激光器的技术特点与发展现状的分析比较, 和对双折射相位匹配与准相位匹配的特点和最新发展动态的梳理, 提出用高功率高光束质量的1 064 nm固体激光器或光纤激光器泵浦基于掺氧化镁的周期极化铌酸锂晶体(PPMgLN)的光学参量振荡器的中波红外激光器方案, 其波段转换效率可达到16%以上。
定向红外对抗 中波红外激光器 半导体抽运固体激光器 光纤激光器 光学参量振荡 directed infrared countermeasure mid-wave infrared lasers diode-pumped solid-state lasers fibre lasers optical parametric oscillator
针对大功率激光二极管泵浦固体激光器(DPL)对大功率驱动电源的特殊要求,设计了一种大电流恒功率放电及驱动控制电路。将该电路与现有的充电和过流保护电路组成一套完整的激光二极管阵列驱动电源,并应用于基于大功率激光二极管阵列的DPL系统中。该驱动电源可为DPL系统提供频率为20 Hz,脉冲宽度为230 μs,200 A以上的驱动电流,这将对多种以DPL为基础的激光**系统产生重要的实际应用价值。
固体激光器 激光二极管泵浦固体激光器 激光二极管阵列 激光二极管阵列驱动电源 solid laser laser diode pumped solid laser laser diode array power driving power supply
对KTP-OPO的相位匹配进行了理论分析和计算, 并绘制了角度调谐曲线。基于光参量振荡器, 选用KTP非线性晶体, 在1.57μm人眼安全激光波段进行了实验研究。将脉冲氙灯侧面泵浦Nd∶YAG 1.064 μm激光应用于腔内KTP-OPO设计中, 在工作频率5 Hz时, 输出激光能量32 mJ, 脉冲宽度7.22 ns, 光-光转换效率为41%。这一结果使重频远距离人眼安全激光测距成为可能。
非线性光学 光参量振荡器(OPO) 人眼安全激光 相位匹配 KTP晶体 nonlinear optics optical parametric oscillator(OPO) eye-safe laser phase-matching KTP crystal
为提高地面防空**对空中飞行器的打击，提出将激光压制**与光电跟踪系统一体化集成，对空中飞行器目标的光电系统进行压制和干扰。分析列举了激光压制**的特点，着重分析了激光压制**在车载弹炮防空**中与光电跟踪系统一体化的可能性，并指出了实施一体化的关键技术。
激光压制 光电跟踪 光电系统一体化 laser suppression optoelectronic tracking optoelectronic system integration
西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065； 西安电子科技大学技术物理学院, 陕西 西安 710071
通过数值计算发现：在端侧面组合抽运DPL中，晶体横截面上的温度分布接近于轴对称分布，并且端面抽运功率占有率越大，温度分布越接近于轴对称分布。将端侧面组合抽运DPL中的热效用等效薄透镜近似，给出了等效热透镜焦距的计算方法，分析了组合抽运引起的热透镜效应对基横模振荡光的光斑尺寸和衍射损耗的影响。在总抽运功率一定的情况下，端面抽运功率占有率的变化对热透镜焦距有一定的影响，占有率越大，热透镜焦距越长。提高端面抽运功率占有率，可在一定程度上减小热透镜效应对振荡光束尺寸和衍射损耗的影响。
激光技术 固体激光器 激光二极管抽运固体激光器 端侧面组合抽运 热透镜效应 laser technique solid-state laser diode-pumped solid-state laser end-and-side pumping thermal lens effect
1 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
2 西安电子科技大学 技术物理学院，陕西 西安 710071
端－侧面组合抽运方案是提高DPL调Q脉冲峰值功率和压缩脉冲宽度的有效技术途径。借助给出的一组端－侧面组合抽运DPL声光调Q实验结果，依据调Q速率方程，理论分析了组合抽运光的空间分布对调Q脉冲特性的影响，数值计算结果与实验结果一致。实验和理论研究发现：组合抽运时的脉冲宽度明显小于侧面抽运时的脉冲宽度，峰值功率明显高于侧面抽运时的峰值功率。实验和分析结果表明：在总抽运功率和抽运结构确定的情况下，端面抽运光功率在总抽运功率中的占有率越大，脉冲宽度越窄，脉冲峰值功率越高。通过调整端面抽运光功率占有率，改变组合抽运光的空间分布，可以实现对DPL调Q脉冲特性的控制。
激光二极管抽运固体激光器 端－侧面组合抽运 声光调Q diode-pumped solid-state laser end and side composite pumping acoustooptic Qswitching
采用快速傅里叶变换(FFT)算法和Rung－Kutta法对KDP晶体中超短激光脉冲二倍频过程作了研究。详细讨论了群速度失配、群速度色散和三阶非线性相位调制效应对倍频光脉冲波形、光谱及转换效率的影响。研究结果表明：在超短激光脉冲二倍频中，三阶非线性相位调制效应可使二倍频光脉冲形状发生畸变，光谱明显展宽且转换效率降低；当入射基频光功率密度大于100GW／cm2时，三阶非线性效应是影响倍频过程的主要因素。
二倍频 三阶非线性效应 群速度失配 超短激光脉冲 frequency conversion third-order nonlinearity group-velocity mismatch ultrashort laser pulse
1 西安电子科技大学 技术物理学院，西安 710071
2 西安工业学院 数理系，西安 710032
3 西安应用光学研究所，西安 710075
基于多模大芯径光纤的端面出射光场可视为高斯分布，光纤束耦合LD各纤芯出射的光束互不相干；对光纤束耦合LD输出光束通过空间耦合光学系统后的光强分布进行了数值模拟和实验研究，模拟计算结果和实验结果的规律基本吻合。结果表明，用单个薄凸透镜组成耦合系统时，耦合后的光束在焦平面上中心光强最大，光斑尺寸最小；随着薄透镜焦距的增大，焦平面上的光斑尺寸呈线性增大，而中心光强急剧减小。
光纤光学 空间耦合 ABCD光学系统 光强分布 薄透镜 fiber optics space coupling optical ABCD system intensity distribution thin convex lens
