山东理工大学物理与光电工程学院, 山东 淄博 255049
以经过圆形孔径截断的 Bessel涡旋光束和Bessel-Gauss涡旋光束为例,数值模拟了近似无衍射涡旋光束在湍流大气中传输时引起的光束扩展和畸变光场中相位奇点的变化。仿真结果表明,与Bessel涡旋光束相比,Bessel-Gauss涡旋光束由大气湍流引起的束宽扩展较小,且在一定条件下其相位奇点代数和与入射涡旋光束的拓扑荷数保持一致;在远距离传输时,Bessel-Gauss涡旋光束相位奇点代数和的起伏偏差远小于Bessel涡旋光束。 Bessel-Gauss涡旋光束在自由空间光通信中作为信息载体具有较大的优势。
大气光学 无衍射涡旋光束 数值模拟 光束扩展 相位奇点
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
In this Letter, a gray-tracking-resistant—potassium titanyl phosphate (GTR-KTP) crystal is used for intracavity frequency doubling red laser generation for the first time. Under the 808 nm LD pump power of 180 W, as high as 12.5 W of red laser output is obtained with the optimum repetition rate of 7 kHz. Within the red laser power variation range between the maximum to 70%, a temperature tolerance is measured to be 35°C. The results prove that GTR-KTP should be a potential nonlinear crystal for red laser generation.
140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3580 Lasers, solid-state Chinese Optics Letters
2015, 13(5): 051402
1 山东大学 晶体所 晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
2 山东理工大学 理学院, 山东 淄博 255049
搭建了Nd:YVO4/SESAM锁模激光器,采用LDA泵浦的Innoslab对其进行功率放大,最后同步泵浦MgO:PPLN实现了宽调谐皮秒中红外光参量运转。通过改变MgO:PPLN的温度和通道,实现了信号光1415~1557 nm、闲频光3362~4290 nm范围的宽调谐输出,其中最高的光光转换效率为17.5%。同步泵浦功率为16 W,脉冲重复频率为116.9 MHz时,同时获得1.33 W的1518 nm信号光和1.26 W的3558 nm闲频光输出。
光参量振荡器 中红外激光 皮秒同步泵浦 Innoslab板条放大器 optical parametric oscillator MgO:PPLN MgO:PPLN mid-infrared laser picosecond synchronously pumped Innoslab laser amplifier 强激光与粒子束
2015, 27(12): 121005
基于主振荡功率放大器, 采用1120 nm光纤激光器作为种子激光, 将其注入20 m大模场面积单模双包层掺Yb光纤放大器, 并用976 nm半导体激光器泵浦实现了1 120 nm信号光输出.实验中将注入种子激光功率预设为10 mW, 当半导体激光器泵浦功率增大至1.5 W时, 放大器系统开始输出1 120 nm信号光.当泵浦功率低于3.4 W时, 信号光功率随泵浦功率缓慢增长, 系统斜率效率较低; 而当泵浦功率高于3.4 W时, 信号光功率随泵浦功率线性增长, 斜率效率明显增大, 达到48.5%.限于最大注入泵浦功率为6.8 W, 放大器输出最高1 120 nm信号光功率为1.97 W, 总的光-光转化效率为29%.输出信号光中心波长为1 120.89 nm, 线宽为0.02 nm, 极好地保持了种子激光的特性.结合实验情况, 利用双包层光纤放大器的稳态理论模型, 采用有限差分方法模拟了放大器输出信号光功率随泵浦光功率的变化曲线, 结果显示理论模拟所得变化趋势与实验结果吻合良好, 系统将在泵浦功率达到200 W左右时达到饱和状态, 说明目前光纤放大器系统具有很大的功率提升空间.
光纤放大器 掺Yb3+光纤 主振荡功率放大器 稳态理论模型 1120 nm激光 窄线宽 Fiber amplifier Ytterbium-doped fiber Maser oscillator power amplifier Steady-state-model 1120 nm laser Narrow linewidth
1 山东大学晶体材料国家重点实验室， 山东 济南 250100
2 山东理工大学理学院， 山东 淄博 255049
利用两片半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现了稳定的被动锁模激光运转，获得了比单SESAM连续波锁模脉宽更窄、长时间运转稳定性更高的皮秒脉冲。理论上利用分步傅里叶变换法数值求解描述饱和吸收体被动锁模动力学过程的Haus主方程，模拟了双SESAM被动锁模的脉冲演化过程，分析了锁模激光脉冲形成过程与双SESAM可饱和吸收损耗系数q1和q2的关系,并计算得到了锁模脉冲宽度和锁模稳定区域等参数。计算结果与实验结果较为吻合。
激光器 被动锁模 半导体可饱和吸收镜 脉冲动力学 Haus主方程 全固态激光器
为了提高微柱阵列与透镜导管耦合系统的光斑整形效果, 设计了一种横截面是椭圆、且椭圆离心率随位置变化的不规则导管设计方案。在导管的前端面, 椭圆长轴在水平方向, 以与激光二极管阵列的发光面形状相匹配; 在导管后端面, 椭圆长轴逐渐过渡到竖直方向。利用3维光线追迹方法进行仿真计算, 可知该不规则导管可以得到圆对称性较好的光斑整形效果, 微柱阵列和该导管的能量传输效率分别为90.84%和91.98%, 对应于整个耦合系统的能量传输效率为83.55%。结果表明, 该不规则导管在光斑整形效果和能量传输效率方面与普通导管相比具有一定优势。
激光技术 不规则导管 光线3维追迹 光斑整形 laser technique irregular duct 3-D ray-tracing facular shaping
提出将粒子群算法用于三片镜光学系统的优化设计。设计了关于曲率半径、透镜面之间的距离、玻璃折射率、系统长度等光学系统结构参数的光学评价函数，用此函数作为粒子群算法中的适应度函数，实现了对光学系统的自动寻优。给出了用粒子群算法进行三片镜光学系统设计过程实例，结果证明：用粒子群算法可以设计出球差、子午场曲、子午光线弥散值都很小的三片镜光学系统; 并且用该算法进行光学设计不需要知道系统具体的初始结构，克服了现有光学设计软件高度依赖具体初始结构的缺点，可以自由控制结构参数的搜索范围，从而提高光学系统设计的智能化程度。
光学设计 三片镜系统 像差校正 适应度函数 粒子群算法 optical design three-lens system aberration correction fitness function Particle Swarm Optimization(PSO) algorithm
1 山东理工大学理学院， 山东 淄博 255049
2 山东大学晶体材料国家重点实验室， 山东 济南 250100
微柱阵列和透镜导管组成的耦合系统在激光二极管阵列(LDA)抽运的全固态高能量激光器中起着重要的作用，其光束耦合性能直接影响激光器的最终输出能量和光束质量。为了设计微柱阵列和透镜导管耦合系统的最佳结构参数，需要研究抽运光在耦合系统内部以及在激光晶体端面的分布。利用几何光学理论，对LDA的发射光线经微柱阵列和透镜导管的传输进行三维空间追迹，并计算其能量传输效率和光束整形效果。比较了六面体导管和渐细圆台形导管的耦合性能。仿真分析结果表明，六面体导管需要长度较大，能量传输效率略高，而圆台形导管可以较短，耦合整形后的光斑更接近圆形。
激光技术 微柱阵列 透镜导管 光线三维追迹
相对于固体黄光激光器, 光纤黄光激光器结构简单紧凑、可集成为一体、易于调节、便于维护, 在现代医疗、材料加工、光谱分析、**以及天文观测领域、激光引导星等技术领域有迫切的需求。综述了国际上光纤黄光激光器的研究方法、进展情况, 对各种方法所面临的技术问题进行了对比分析和讨论。
光纤光学 喇曼光纤 黄光激光器 倍频 和频 fiber optics Raman fiber yellow lasers double frequency sum frequency
1 山东理工大学,物理与光电信息技术学院,山东,淄博,255049
2 山东大学,晶体材料研究所,济南,250100
报道了一种侧面泵浦Nd:YAG、声光调Q、LBO晶体腔外倍频和三倍频的355 nm准连续波紫外激光器.采用结构简单、紧凑的平-凹腔设计,在152 W的泵浦功率下,重复频率5 kHz时,获得平均功率1.62 W的355 nm TEM00模激光输出,三倍频的转换效率为25%;重复频率1 kHz时,获得平均功率518 mW、单脉冲能量518μJ、脉宽17 ns、峰值功率高达30 kW的紫外激光输出.
紫外激光器 三倍频 全固态激光器 LBO
