张波 1,2胡东霞 1,*彭志涛 1张锐 1[ ... ]赵军普 1
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院研究生院,北京 100088
提出了一种时标基准信号红外长程传输结合近程光电-电光转换的时标激光系统设计方案,该方案首先使用红外单模光纤完成时间基准信号的长程传输,然后使用光电探测器将红外时标基准信号转换为电信号驱动蓝光直调LD激光器,最终获得输出波长为450 nm,输出功率47 mW,脉冲宽度为120 ps的时标光信号。实验结果表明,所提方案可为激光驱动器提供窄脉宽,可长程传输的时标光信号用于甚多束紫外激光脉冲同步同发监测,同步监测精度可达10 ps。文中技术方案规避了敏感的固体激光放大与倍频过程,提高了时标光脉冲波形的稳定度与同步监测系统的可靠性。
光电-电光转换 同步监测 直接调制 LD激光器 optic-electric and electric-optic conversion synchronization monitor directly modulation LD laser 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230234
吴健宏 1,2,3杜仕峰 1,2,4,*高昀 1,2,4王海龙 1,2,4[ ... ]彭钦军 1,2,4
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
4 齐鲁中科光物理与工程技术研究院,山东 济南 250000
报道了一种结构紧凑、高效率、高功率的2 μm棒状Tm∶YAG激光器。通过优化设计三向激光二极管(LD)侧面泵浦激光模块,提高了晶体棒内泵浦光的功率密度。激光谐振腔采用平平腔结构,包含单个激光模块,几何腔长为88 mm,整台激光器结构简单、紧凑且体积小。激光模块通过一个水冷机进行冷却,在冷却温度为12 ℃条件下,获得了最高功率为119 W、波长为2.02 μm的激光输出,光?光转换效率为19.6%,斜率效率达32.7%。该激光器可在最大输出功率下连续稳定运转2 h,功率波动小于1%,晶体端面及光学元件表面不结霜。实验测得xy方向的光束质量因子分别为21.01和21.68。这种紧凑、可靠、高效的百瓦级2 μm激光器对于医疗和科学研究等应用具有重要意义。
激光器 Tm∶YAG 棒状晶体 LD侧面泵浦 2 μm 结构紧凑 lasers Tm∶YAG rod crystal LD side-pumping 2 μm compact structure 
发光学报
2023, 44(11): 2027
孙佳宁 1,2王雨雷 1,2张雨 1,2齐瑶瑶 1,2[ ... ]吕志伟 1,2
作者单位
摘要
1 河北工业大学 先进激光技术研究中心,天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
为了减弱激光二极管端面泵浦固体激光器热效应的影响,提高激光谐振腔稳定性及改善激光器的输出特性,以激光二极管端面泵浦Er:Yb:glass/Co:MALO晶体为研究对象,采用有限元分析方法,并根据热传导理论对其进行多物理场耦合热效应分析,系统分析了非键合和键合晶体、泵浦中心波长、功率以及束腰半径对激光晶体的温度场、热应力场以及形变量的影响。结果表明:键合晶体中Co:MALO晶体不仅起到了被动调Q的作用,还起到了热沉的效果,可以有效改善晶体内部的温度分布、热应力和形变量。中心波长为940 nm的泵浦对晶体的穿透性远高于976 nm,采用940 nm的泵浦可以改善晶体的最高温度,但976 nm泵浦结构是扩散键合较安全的结构。由于增大泵浦功率会导致晶体单位面积功率密度分布的增加,热效应也会加剧,泵浦功率增大100 mW对应温度增加9 K,热应力增加1.5 MPa,热形变增加0.5 μm。减小泵浦光束半径也会导致热效应的增加,但影响相较于功率不明显。理论分析结果可为激光二极管端面泵浦铒镱共掺磷酸盐玻璃1.5 μm固体激光器减小热效应的合理优化设计提供数据理论支持。
LD端面泵浦 Er:Yb:glass/Co:MALO 调Q激光器 热效应 热应力 LD end-pumped Er:Yb:glass/Co:MALO Q-switched laser thermal effect thermal stress 
红外与激光工程
2023, 52(8): 20230349
张兰平 1,2蒋全伟 1,2郭林辉 1,2,*叶涛 1,2[ ... ]高松信 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室,四川 绵阳 621900
半导体激光器(LD)的增益谱随着加载电流和温度的变化而变化,不同功率下LD的输出波长难以稳定。功率为120 W、中心波长为809 nm的LD在10%~100%功率出光期间的波长漂移约为6 nm,这对于激光器的直接应用是不利的。目前通常采用体布拉格光栅(VBG)锁定或片上分布式反射(DBR)、分布式反馈(DFB)的方法进行波长锁定来解决该问题,但仍存在低功率下波长不稳定的缺点。为此,本文提出了一种基于“电开关选通控制+光纤合束器”的半导体激光光源方案,通过在相同电流下控制激光器的挡位来调节功率,在不增加额外光学器件的情况下达到了波长稳定的目的;该光源包含数个12 W单模块LD、数个电功能模块、控制或通信软件、半导体制冷片(TEC)控温模块、光纤合束器、光学准直镜筒;该光源的中心波长稳定在808~810 nm范围内,功率大于120 W,光斑的非均匀性(均方根)<10%。该光源通过了高低温环境实验考核,可在-55~50 ℃范围内存放及工作,同时可满足冲击振动、电磁兼容环境下的实验要求。
激光器 波长稳定 电开关 分挡调节功率 半导体激光光源 
中国激光
2023, 50(11): 1101018
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
研究了泵浦光聚焦特性对被动调Q激光器输出激光特性的影响。使用10 W 激光二极管(LD)和焦距为4 mm的耦合聚焦镜,在不改变LD和谐振腔结构与间距(15 mm)的情况下,选取5个耦合聚焦镜位置,研究对应泵浦光聚焦特性对输出激光特性的影响,特别是对输出脉冲稳定性的影响。泵浦功率为3.550 W时,相较于其他耦合聚焦镜位置,在耦合聚焦镜距离LD 7.50 mm处,被动调Q激光器实现了更高重复频率(160 kHz)、更高平均输出功率(360 mW)、更高单脉冲能量(2.250 μJ)、更低时域抖动(120 ns)的稳定脉冲输出。实验数据说明,耦合聚焦镜距离LD 7.50 mm处,泵浦光聚焦光斑与谐振腔基模光斑的匹配程度较好。理论计算得出,耦合聚焦镜距离LD 7.50 mm时,谐振腔基模光斑尺寸与泵浦光聚焦光斑束腰尺寸的比值为0.854,该比值对今后开展高重频被动调Q激光器相关研究具有一定的借鉴意义。
LD端面泵浦 被动调Q 耦合聚焦镜位置 LD-pumped passively Q-switched coupling focusing lens position 
发光学报
2023, 44(2): 307
作者单位
摘要
1 天津大学理学院化学系, 天津 300072
2 北京分子科学国家研究中心, 中国科学院化学研究所, 北京 100190
二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)分子在气液界面上形成的Langmuir膜是一种重要的生物膜模拟体系, 其手性结构及其与外来物质的相互作用一直是相关学科研究的前沿问题。 维生素B2(VB2)是人体中一种重要的营养物质, 它在代谢障碍引起的脂质沉积性类疾病中有大量的实例应用, 经常在一些特殊的临床症状中有出乎意料的治疗奇效。 目前, VB2如何参与到膜上生物事件的过程和细胞乃至生命的作用过程中的研究报道较少, 特别是VB2分子与磷脂分子靶标的立体相互作用, 其可能发生的手性分子识别现象会在许多生物事件中起着关键作用。 综合二次谐波-线二色光谱(SHG-LD)、 Langmuir膜天平和布鲁斯特角显微镜(BAM)技术初步研究了VB2和DPPC分子在气液界面上的相互作用, 分别从气液界面上介观水平和宏观水平上互补表征脂质分子在气液界面上的分子骨架自组装的结构。 压缩等温线发现纯水界面L-DPPC和D-DPPC液态扩展相/液态凝聚相(LE/LC)共存阶段的膜压几乎不变, race-DPPC的共存相膜压区域稍微缩短, VB2水溶液界面上race-DPPC的LE/LC共存相消失。 此外, 弹性模量研究表明VB2分子可以提高L-DPPC单分子层膜的弹性模量, 但降低D-DPPC和race-DPPC单层膜的弹性模量。 结合SHG-LD研究发现, 在膜压13 mN·m-1下, L-DPPC在纯水和VB2水溶液界面上表面手性过量值(DCE)保持不变。 与纯水界面相比较, D-DPPC在VB2水溶液上DCE值出现反转, 而race-DPPC的DCE值则不随亚相改变而变化。 相同膜压下, BAM观察到单一手性相互作用使得L-DPPC和D-DPPC在纯水界面上各自组装成不同枝臂弯曲方向的手性三叶草微畴(microdomain)。 VB2诱导D-DPPC微畴, 使其直径增大1~2倍。 同时, VB2也诱导了race-DPPC单层膜上近似圆形状的微畴伸展, 并长出了三条有曲率的枝臂。 对此可以解释为VB2降低了非单一手性相互作用的能量, 使得race-DPPC出现手性相分离。 与此同时, VB2也诱导了race-DPPC单层膜微畴的手性结构发生变化。 该研究有助于理解VB2调节磷脂膜横向组织结构的分子机理, 在细胞膜界面发生的过程中, 脂层单层的二维特性和生物分子之间的相互作用可能决定了生物分子的亲和力。
二次谐波-线二色谱 布鲁斯特角显微镜 维生素B2 二棕榈酰磷脂酰胆碱 分子间相互作用 手性 SHG-LD BAM VB2 DPPC Molecular interaction Chiral 
光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1484
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院健康与医学技术研究所,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026
介绍了一种激光二极管 (LD) 阵列侧面泵浦电光调 Q 的高峰值功率、窄脉宽的 Tm:YAG 激光器。使用 LGS 晶体作为电光 Q 开关, 研究了白宝石堆片和格兰棱镜分别作为起偏器时激光输出的特性。研究表明: 使用白宝石堆片作为起偏器时, 随着泵浦能量的增加会有尾脉冲出现; 而使用格兰棱镜作为起偏器时, 则无尾脉冲。使用格兰棱镜作为起偏器时, 该激光器输出激光中心波长为 2.02 μm, 在重复频率为 10 Hz 时, 可获得最大单脉冲输出能量为 60 mJ、脉冲宽度为 65.6 ns、峰值功率为 0.91 MW、斜效率为 5.41% 的激光输出。
激光技术 Tm:YAG 激光器 电光调Q LD 侧面泵浦 laser techniques Tm:YAG laser electro-optic Q-switched LD side-pumped 
量子电子学报
2022, 39(5): 736
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所 脉冲功率科学与技术重点实验室,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院,北京 10088
为实现激光二极管对气体开关的触发,采用从主回路开关两侧取电的基于光导开关一体化激光二极管触发气体开关结构,并对基于光导开关一体化激光二极管触发三电极气体开关进行了初步实验,实现了激光二极管输出能量83 µJ条件下40 kV/8 kA三电极气体开关的可靠触发,证明了技术可行性。但实验中的实测光导开关的工作寿命仅约数百次。
气体开关 激光二极管触发 光导开关 工作寿命 gas switch LD trigger photoconductive semiconductor work life 
强激光与粒子束
2022, 34(9): 095003
李亚钦 1,2刘建平 1,2,*田爱琴 2李方直 1,2[ ... ]杨辉 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学 纳米技术与纳米仿生学院, 合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
氮化镓(GaN)基近紫外激光器(UVA LD,320~400nm)在紫外固化、3D打印以及医疗等领域具有广泛应用。文章首先概述了GaN基UVA LD的国内外研究现状与关键技术挑战,然后分析了如何从外延生长与结构设计的角度,解决AlGaN的应力调控、高效p型掺杂与量子阱中极化电场的抑制等关键问题,以期为进一步实现高功率、低阈值、长寿命GaN基UVA LD的外延生长提供参考。
近紫外激光器 氮化镓 应力调控 p型掺杂 极化电场 UVA LD GaN stress management ptype doping polarization effect 
半导体光电
2022, 43(3): 451
张曦月 1,*张乐 1孙炳恒 2马跃龙 1,3[ ... ]陈浩 1
作者单位
摘要
1 江苏师范大学 物理与电子工程学院, 江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
2 中国科学院 上海光学精密机械研究所, 上海 201800
3 江苏大学 机械工程学院, 江苏 镇江 212013
4 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波 315201
荧光转换材料普遍存在的发光强度随温度升高而降低的热猝灭现象严重影响了器件的性能,限制了其在高功率发光二极管(LED)/激光二极管(LD)照明中的应用。然而,部分荧光材料却会出现随着温度升高发光强度增大的现象,即反常热猝灭效应。反常热猝灭作为提升发光材料及其器件应用性能的有效途径得到了广泛研究。本文总结了目前反常热猝灭效应在发光领域的研究现状及应用,阐述了发光反常热猝灭的机理,并对其未来发展趋势进行了展望,以期开发出具有更优反常热猝灭特性的新型发光材料,满足高效高功率LED/LD照明器件的应用需求。
高功率密度 LED/LD照明 热猝灭现象 反常热猝灭效应 high power density LED/LD lighting thermal quenching phenomenon abnormal thermal quenching effect 
发光学报
2021, 42(10): 1458

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