为了获得高功率激光束，提出利用双色镜对典型波长2种不同类型（脉冲、连续）的高能激光进行合束，以实现高功率高能量激光输出。通过对双色镜的热效应和合束光斑远场激光参数进行仿真分析计算，热效应仿真结果表明，在单束激光10 kW、光斑直径15 mm条件下，双色镜面型热形变量均方根值为0.004λ（λ=632.8 nm），满足光学元件面型小于0.03λ精度要求。搭建了一套基于双色镜的光谱合束系统，并分别进行了高功率连续激光与高功率连续激光、高功率连续激光与高能量脉冲激光的合束试验，合束效率高于95%。试验结果表明，光谱合束可有效应用于高能激光领域。
1 西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
2 西安现代控制研究所,陕西 西安 710065
3 西北机电工程研究所,陕西 咸阳 712099
提出了一种利用光电方法解决多发导弹测角的技术途径。示踪器向地面发射的脉冲光被跟踪目标的摄像机接收, 解算出光斑和目标的偏角, 形成制导修正依据; 借助时序控制, 使示踪器发光与相机曝光同步; 设置各枚示踪器发光顺序, 使摄像机每个曝光期内, 只有目标或指定的导弹光斑进入, 通过对像机视频图片的编组, 可形成各枚导弹与目标的序列图片, 实现各枚导弹独立制导。通过试验, 在PM2.5指数为120的情况下, 传输距离达到9 000 m, 并实现100 Hz双光源切换, 编码精度达到1 μs。该模式可满足探测距离和导弹区分。
制导 弹目测角 激光光斑 视频编组 图像坐标解算 guidance missile target angle measurement laser spot video marshalling image coordinate solution
建立了激光二极管阵列(LDA)侧面泵浦棒状Nd:YAG增益介质时变热效应理论计算模型.采用有限元Ansys软件模拟分析了脉冲LDA侧面泵浦大能量固体激光器的时变热效应特性.研究结果表明,所研究的脉冲LDA侧面泵浦大能量Nd:YAG激光器热效应具有时变特性,介质横截面内中心点处的稳态温度场分布随时间呈锯齿形周期变化,锯齿形变化频率为LDA泵浦频率,脉冲LDA泵浦参数对介质稳态温度场分布有较大影响.分析和计算了介质内热梯度、应力双折射以及激光晶体端面效应等导致的晶体热透镜焦距.计算表明,介质的热焦距主要来源于介质内温度梯度引起的热透镜焦距.
热效应 有限元法 固体激光器 时变温度分布 thermal effect finite element method solid-state laser time-varying temperature distribution 强激光与粒子束
2015, 27(6): 061005
1 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
2 总装备部西安军代局,陕西 西安 710032
为LDA侧面泵浦Nd∶YAG棒状固体激光器的优化设计、参数选取及后续试验提供了理论依据和参考,建立了环形侧面泵浦棒状介质泵浦光场分布数值计算模型，研究了LDA侧面泵浦固体Nd∶YAG激光器泵浦光场的分布特点。模拟分析了LDA的bar间距、玻璃管厚度、激光晶体半径等几个主要泵浦结构参数对泵浦光场分布的影响。通过对不同泵浦参数下泵浦光分布特性的数值计算，优化了LDA侧面泵浦固体激光器的泵浦结构参数，优化后的仿真结果表明：在泵浦距离为2 mm条件下，晶体直径为4 mm，玻璃管套筒厚度为1 mm，冷却水层厚度为1 mm时，泵浦光在晶体中心处强度相对值为40.8%，在晶体轴心附近分布比较均匀，且均匀分布区域相对较大。
激光二极管阵列(LDA) 侧面泵浦 泵浦光场分布 光场均匀性 laser diode array(LDA) side-pumped pump light distribution homogeneity of light field
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
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 四川大学,电子信息学院,成都,610064
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川绵阳,621900
讨论了群速度失配、自相位调制和交叉相位调制、晶体厚度、基波的频率啁啾等因素对超短脉冲单块晶体的三次谐波转换效率、三倍频光脉冲形状以及频谱的影响.结果表明:群速度延迟使三倍频光脉冲展宽;自相位调制和交叉相位调制会降低转换效率,并使三倍频光脉冲形状发生畸变;晶体厚度对三倍频光脉冲频谱展宽有着较大的影响;合适的基频光频率啁啾可以减小三倍频光脉冲的畸变,并有效地提高三倍频转换效率.
群速度失配 自相位调制 交叉相位调制 频率啁啾 转换效率
