周子涵 1,2,3王志敏 1,2薄勇 1,2张丰丰 1,2[ ... ]彭钦军 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室,北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体和激光技术重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学,北京 100049
研究了一种基于注入锁定技术的888 nm 半导体激光器(LD)泵浦的高功率单频可调谐1342 nm Nd:YVO4激光器。采用最大输出功率20 mW分布式反馈单频半导体1342 nm激光器作为注入种子,利用lock-in (LI)技术,对LD端泵的Nd:YVO4环形腔激光器进行种子注入,实现了单频可调谐激光输出。激光器最大平均输出功率为13.9 W,测量的线宽为41 MHz,调谐范围为1341.6774~1341.8025 nm。x轴和y轴的光束质量$ M^{2} $因子分别为$ M_x^2 $= 1.30和$ M_y^2 $= 1.23。实验结果表明:与先前文献报道的注入锁定1342 nm可调谐激光的结果相比,所需种子功率大幅减小,输出功率也有所提升。
Nd:YVO4激光器 连续波 单频 可调谐 注入锁定 Nd:YVO4 laser continuous-wave single-frequency tunable injection-locked 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230366
杨熙航 1,3,4周子涵 1,3,4王志敏 1,*崔大复 1,2彭钦军 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所固体激光重点实验室,北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所功能晶体与激光技术重点实验室,北京 100190
3 齐鲁中科光物理与工程技术研究所,山东 济南 250000
4 中国科学院大学,北京 100049
报道了一台大能量高光束质量激光二极管侧面泵浦的短纳秒脉冲Nd∶YAG激光器。激光器包括纳秒电光调Q振荡器和两级侧面泵浦Nd∶YAG棒状放大器。振荡级采用Nd∶YVO4晶体作为增益介质可减少热致双折射效应并降低腔内损耗。放大级采用两级串联放大的方式以提高放大倍数。最终,在脉冲重复频率为10 Hz时,获得了最大单脉冲能量为377 mJ、脉冲宽度为5.9 ns、平均光束质量因子为1.86的1064 nm激光输出。这种大能量、窄脉宽、高光束质量激光器有望用于远距离高精度的激光测距。
激光器 大能量 电光调Q 窄纳秒脉宽 激光放大器 
激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0914006
宋越 1,2,3王志敏 1,2,*杨熙航 1,2,3薄勇 1,2[ ... ]彭钦军 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所中国科学院固体激光重点实验室,北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所中国科学院功能晶体与激光技术重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学,北京 100049
提出了一种高光束质量、窄纳秒脉宽、高重复频率脉冲串输出的电光调Q激光器。通过优化键合Nd∶YVO4板条晶体掺杂区域的纵横比,结合腔模的最佳设计,限制腔内的高阶模式振荡,获得了两方向相近的高光束质量激光输出。利用激光二极管侧面泵浦键合的Nd∶YVO4板条晶体,采用电光调Q技术,研究了不同重复频率下1064 nm脉冲串激光的输出特性。在输出镜最佳透过率为40%、子脉冲调Q重复频率为80 kHz的条件下,获得了平均输出功率为5.03 W、子脉冲能量为0.50 mJ、子脉冲宽度为5.9 ns的脉冲串激光输出。在谐振腔内加入小孔光阑,获得了平均输出功率为2.56 W、子脉冲能量为0.26 mJ、子脉冲宽度为7.2 ns的脉冲串激光输出,对应的xy方向的光束质量因子分别为1.42和1.49。
激光器 电光调Q 脉冲串 高光束质量 窄脉宽 
中国激光
2023, 50(7): 0701004
宋越 1,2,3王志敏 1,2张丰丰 1,2薄勇 1,2彭钦军 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室,北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学,北京 100049
报道了一种高功率、高光束质量的755 nm连续波翠绿宝石激光器。首先,对比研究了638 nm激光二极管(LDs)和532 nm固体激光器单端泵浦的翠绿宝石激光器。当638 nm LDs作为泵浦源时,得到的连续输出功率、光-光转换效率分别为3.9 W和19.7%。保持其他条件基本不变,将泵浦源换成532 nm激光器,得到的连续输出功率、光-光转换效率分别为2.1 W和10.0%。结果表明利用 638 nm LDs泵浦翠绿宝石可获得更高的激光功率和转换效率。此外,研究了638 nm LDs双端泵浦的翠绿宝石激光器,在755 nm处得到了6.2 W的连续输出功率,相应的光-光转换效率和斜效率分别为16.3%和24.2%,并且连续输出功率为5.0 W时的光束质量M2优于1.47,这是翠绿宝石激光器在近衍射极限下的最高连续输出功率。这种高功率、高光束质量的755 nm翠绿宝石激光器为连续波紫外激光器的研制提供了良好、稳定的基频源。
Alexandrite continuous-wave end-pumping laser diode 翠绿宝石 连续波 端面泵浦 激光二极管 
红外与激光工程
2021, 50(3): 20200217
禹迎春 1,2王晗 1,2,*王志敏 1,2张梦营 1,2[ ... ]亢俊健 1,2
作者单位
摘要
1 河北地质大学 信息工程学院,河北 石家庄 050000
2 河北省光电信息与地球探测技术重点实验室,河北 050031
可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)作为一种新型气体浓度测量技术被广泛应用于NH3浓度测量领域。利用Matlab可视化建模仿真软件Simulink分别实现了以中远红外量子级联激光器(quantum cascade laser,QCL)和近红外分布反馈式激光器(distributed feedback laser,DFB)做为光源的NH3浓度TDLAS直接吸收测量仿真,并且分别在常温常压和烟气脱硝出口环境参数下理论分析了NH3浓度测量灵敏度、检测限和分辨率。仿真结果表明:与传统近红外DFB光源相比,QCL-TDLAS系统理论灵敏度高约50倍,检测限与分辨率可达ppb量级,痕量NH3浓度测量能力得到大幅度提升。仿真过程和结果为QCL-TDLAS技术在NH3浓度测量方面的研究提供了理论依据。
QCL-TDLAS NH3浓度测量 直接吸收法 数值分析 QCL-TDLAS NH3 concentration measurement direct absorption method numerical analysis 
应用光学
2020, 41(6): 1255
作者单位
摘要
1 中国科学院固体激光重点实验室,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100049
3 哈尔滨工业大学信息光电子研究所,山东 威海 264209
通过一种脉冲钛蓝宝石激光器抽运铷蒸汽激光器,研究了抽运铷蒸汽激光器的动力学特性。铷蒸汽泡在室温下充满70 kPa甲烷和6 atm氦气。激光器的平均输出功率为208 mW,从吸收的779.8 nm泵浦光到795 nm激光的转换效率为19%。该激光器的峰值功率为693 W,重复率为3 kHz, 脉冲宽度(FWHM)100 ns。实验表明,在高泵浦光强DPALs中,Rb-He-CH4混合物的再吸收将是一个重要的限制。可以推导出在418 K时(缓冲气体:70 kPa甲烷和6 atm氦气,室温),泵浦源LDs的线宽为0.9 nm时,Rb-He-CH4系统的泵浦强度阈值大于200.6 kW/cm2。
碱金属激光器  钛宝石泵浦激光器 alkali laser rubidium Ti-sapphire pump laser 
红外与激光工程
2020, 49(S1): 20200114
宋艳洁 1,2宗楠 1刘可 1涂伟 1[ ... ]许祖彦 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所固体激光重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院理化技术研究所功能晶体与激光技术重点实验室, 北京 100190
自行研制出一种基于多程腔(MPC)技术的长纳秒脉冲532 nm Nd∶YAG调Q激光器。在重复频率为10 kHz时,采用MPC技术,将激光脉冲宽度从可调范围110~260 ns扩展到460~600 ns。在最短脉冲宽度为460 ns时,532 nm激光的输出功率为6.5 W。理论模拟了532 nm激光输出功率和脉冲宽度随基频激光功率的变化曲线,理论值与实验数据较好地吻合。这种长纳秒脉冲532 nm 绿光激光器对于工业和科学研究具有重要意义,如一些新材料的激光损伤特性研究。
激光器 多程腔 长纳秒脉冲 
中国激光
2020, 47(12): 1201003
王志敏 1,2,*产文武 1杨畅 1田瑞 1,2[ ... ]高崇纲 3
作者单位
摘要
1 内蒙古工业大学能源与动力工程学院, 内蒙古呼和浩特 010051
2 内蒙古自治区可再生能源重点实验室,内蒙古呼和浩特 010051
3 内蒙古尖锋科技有限公司, 内蒙古呼和浩特 010051
基于双轴跟踪槽式太阳能系统对比实验平台,通过理论分析和实验测试的方法研究了积尘对槽式太阳能系统光热性能的影响。引入积尘反射因子和采集因子修正系数来量化积尘对系统光热性能的影响程度。研究结果表明聚光器镜面积尘对焦面聚光特性有明显影响,积尘分布的不均匀性造成散射辐射较为严重,随着积尘量的增加,一定尺寸内的焦面获得的能量减少,焦面中心能流密度减小,小尺寸开口接收器对焦面可采集能量的变化更为敏感。若要保证实验中的槽式聚光镜采集因子修正系数大于0.90,积尘反射因子需小于4.3%;建立了一种积尘对槽式太阳能系统集热性能影响的预测模型,通过实验测试进行了验证,该模型预测值与实验值的相对误差小于5.07%,两者的吻合度较高。该预测方法具有较好的普适性,可为工程实际应用提供理论指导。
几何光学 槽式太阳能系统 积尘反射因子 采集因子 能流密度 
光学学报
2020, 40(18): 1808001
作者单位
摘要
1 中国石油大学(华东)1. 储运与建筑工程学院
2 中国石油大学(华东) 2. 新能源学院, 山东 青岛 266580
通过数值模拟研究了交错式微针鳍散热器的散热效应,分析了针鳍阵列间距和高度对散热器壁温和压降的影响。结果表明,压降随针鳍间距和针鳍高度的减小而呈非线性增加;壁温随针鳍间距的增大而上升,随针鳍高度的增加则呈现出波动趋势。基于上述研究,进一步利用响应表面近似法对微针鳍的横向间距、纵向间距和高度进行了优化,优化后压降最大可降低61.11%。
微针鳍散热器 热点 微流体冷却 参数优化 micro pinfin heat sink hot spot microfluidic cooling parameter optimization 
半导体光电
2020, 41(4): 535
王志敏 1,2,*产文武 1杨畅 1田瑞 1,2,**[ ... ]张学伟 1
作者单位
摘要
1 内蒙古工业大学能源与动力工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010051
2 内蒙古自治区可再生能源重点实验室, 内蒙古 呼和浩特 010051
基于双轴跟踪槽式聚光系统设计了焦面能流密度测试装置,采用理论分析和实验测试的方法对由接收器的定位误差和跟踪误差引起的聚焦损失进行研究,并通过采集因子量化光学损失,从而揭示出各种误差影响的规律。结果表明:随着定位误差的增大,焦面宽度增加,焦面能流密度降低且趋于均匀;随着跟踪误差角的增大,焦面中心偏移量和光学损失增加。对于实验使用的双轴跟踪槽式聚光系统,当接收器光孔宽度为50 mm时,若要保证采集因子大于90%,接收器的定位误差需保证在455 mm的±1.1%之间且跟踪误差角小于0.111°,此时采集因子可达95%。采集因子对跟踪误差角的变化更为敏感,实验研究结果与理论分析结果吻合,验证了测试设备和方法的可靠性,实验拟合的函数关系可为工程应用提供了理论指导。
几何光学 能流密度 双轴跟踪 槽式聚光器 采集因子 洛伦兹函数 
光学学报
2020, 40(5): 0508001

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