大气与环境光学学报
2023, 18(5): 494
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
2 南京理工大学 先进固体激光工业和信息化部重点实验室，江苏 南京 210094
目前光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的应用主要有两个方面，一是作为谐振腔腔镜，二是用来抑制激光器的非线性效应。首先论述了光纤光栅作为腔镜技术的发展现状，然后着重论述了能够抑制光纤激光器中非线性效应的特殊光纤光栅的发展状况。并详细描述了倾斜布拉格光纤光栅抑制受激拉曼散射和受激布里渊散射、长周期光纤光栅抑制受激拉曼散射以及相移长周期光纤光栅抑制自相位调制或四波混频等非线性效应引起的光谱展宽的研究进展。最后展望了光纤光栅在高功率光纤激光器领域的发展趋势，认为光纤光栅将朝着更高承载功率与长波长方向发展，同时认为基于飞秒激光刻写的光纤光栅技术、能够同时抑制多种非线性效应的光纤光栅技术、以及基于光纤光栅的光纤激光器激光偏振控制技术等将成为新的研究热点。
高功率光纤激光器 光纤光栅 谐振腔腔镜 非线性效应抑制 high-power fiber laser fiber grating cavity mirror nonlinear effects suppression 红外与激光工程
2022, 51(2): 20210908
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 西北核技术研究所, 陕西 西安 710024
3 中国科学院 大连化学物理研究所, 辽宁 大连 116023
为了明确氧碘化学激光器腔镜损伤的原因, 对腔镜表面的缺陷进行了研究。利用扫描探针显微镜观察了激光器腔镜表面缺陷, 分析了腔镜表面微观形貌, 讨论了常见缺陷的形状及成因。然后, 建立了简化的带污染物腔镜的模型。利用COMSOL Multiphysics软件对环形光束辐照腔镜进行了仿真计算。最后, 给出了缺陷大小、功率密度和腔镜表面温度的关系, 分析了吸附层对腔镜熔融损伤的影响。计算结果表明: 腔镜表面污染物大小不变时, 激光辐照的功率密度越大, 温度增长越快, 薄膜表面越容易出现熔融损伤; 腔镜表面污染物半径达到2.3 mm时, 腔镜薄膜即可出现熔融损伤。另外, 吸附层吸收系数增加1%, 腔镜最高温度增加约210 K。本文所得结论可为分析腔镜损伤原因和制定腔镜更换依据提供参考。
氧碘化学激光器 腔镜 表面缺陷 腔镜污染 熔融损伤 激光辐照 Chemical Oxygen-iodine Laser (COIL) cavity mirror surface defect melting damage laser radiation 光学 精密工程
2016, 24(12): 2948
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
氧碘腔镜作为氧碘化学激光器重要组成部分，氧碘腔镜反射率的高低制约氧碘化学激光器功率的提高，必须对氧碘腔镜反射率进行精确测试。基于光腔衰荡光谱法搭建的氧碘腔镜高反射率测量系统测量精度高，氧碘腔镜中450全反镜反射率测试结果为99.979%。搭建的氧碘腔镜高反射率测量系统的不确定度主要由衰荡腔腔长、腔镜衰荡时间和待测镜衰荡时间时间确定。其中衰荡曲线最大幅值点的选取和测量重复性对测量结果的不确定度影响较大，在对衰荡曲线的处理过程中，应该注意选取合适的幅值点。通过对氧碘腔镜高反射率测量系统不确定度分析，得出扩展不确定度为0.0152%。
激光器 氧碘化学激光器 反射率 腔镜 不确定度 中国激光
2015, 42(s1): s102002
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计算机应用研究所, 四川 绵阳 621900
腔镜准直是多程放大光路准直中的基础，针对高功率固体激光装置多束组并行准直对腔镜准直的要求，提出一套基于衍射对称性的腔镜准直算法，可以避免腔镜准直受到图像质量的影响而导致精度偏低。在神光Ⅲ主机装置上进行了该腔镜准直算法的实验验证，实验结果表明，相对于传统算法，采用基于衍射对称性的腔镜准直算法，可以将腔镜准直精度由8 μrad提升至3.96 μrad。
图像处理 自动准直 腔镜 多程放大 中国激光
2014, 41(12): 1202009
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,湖南 长沙 410073
以一台电激励连续波HF化学激光器作为研究平台,根据振荡阈值条件和Rigrod理论,并参考国外泛频HF激光器的腔镜参数,选取了适当的膜层反射率,最后使用镀有波段选择性膜的泛频腔镜进行了实验。光轴取在H2喷注孔下游1 mm处,得到了3.5 W的泛频HF激光,泛频效率为10%,谱线成分为P20(6)和P20(7);60 cm处的光斑尺寸为10 mm×7 mm,激光模式为TEM00。实现泛频输出的同时伴有少量的基频输出,主要是因为镜面膜层质量的限制,而镀膜的技术水平也是目前研究泛频HF激光器的主要难点之一。另外,在泛频出光的重复性实验中仅获得瓦级的基频输出,谱线成分为P2(3)和P2(4),主要原因为腔镜膜层的退化。
激光器 电激励HF激光器 泛频 腔镜 镜面膜层 膜层退化
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
在多程放大系统中,激光一般要经过腔反射镜两次,将变形镜置于腔反射镜位置能够有效提高其校正量。在某些多程放大系统设计过程中,为了降低输出端激光的像差,采用了90°旋转的“U”型反转器和变口径技术,激光两次经过腔反射镜的位置和坐标关系都发生了变化。采用数学的方法对这种情况下腔反射镜位置的面形解存在性进行了证明,并在带有90°旋转“U”型反转器的星光拍瓦(XG-PW)装置上对腔反射镜位置大口径变形镜的应用进行了实验验证。理论和实验研究结果为后续大型激光装置的自适应光学波前补偿方案设计提供了依据。
自适应光学 多程放大器 “U”型反转器 腔反射镜 变形镜
1 国防科学技术大学 光电科学与工程学院，长沙 410073
2 中国空气动力研究与发展中心，绵阳 621000
高功率光纤激光器在定向能领域有着重要的应用。为了研究双包层光纤激光器的输出特性，采用数值模拟和实验研究的方法，进行了理论分析和实验验证。用国产大芯径掺镱光纤搭建了双包层光纤激光器，获得了1092nm的激光输出，功率为1．6W。结果表明，光纤最佳长度与后腔镜和抽运功率有很大关系，通过优化设计后腔镜，选取最佳后腔镜信号光反射率R2，可获得最大激光功率输出，提高激光器效率，获得特定的稳定的纵模输出，优化系统的性能。
激光技术 掺镱双包层光纤激光器 数值模拟 后腔镜 laser technique Yb-doped double-clad fiber laser numerical simulation back-cavity mirror
天津大学精仪学院激光与光电子研究所,教育部光电信息技术科学重点实验室, 天津 300072
通过双波长理论计算确定了双波长运转时腔镜介质膜在不同波长的最佳透射率以及激光腔内不同波长的衍射损耗,最终利用四腔镜双谐振腔结构实现了激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG激光器在1064 nm和1319 nm的双波长同时连续运转,并分析了激光腔长与双波长激光输出功率比值之间的关系以及抑制1338 nm等其他波长运转的方法。在抽运功率为500 W时,实现了平均功率超过45 W的连续激光输出,1064 nm和1319 nm单一波长连续输出功率均超过20 W。两波长输出的光束质量因子M2分别为32和39。输出功率不稳定性均小于5%。
激光器 高功率 连续双波长 四腔镜
中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
介绍了一种新型伺服反射镜单框镜架结构,它用一点支撑两点调整实现反射镜的两维角度调节.新型伺服反射镜镜架结构具有结构简单、体积小、调整灵敏度高、稳定性好的特点,可在各种角度下使用,并可以用多个单元组成阵列式伺服反射镜、阵列腔镜.这种新型伺服反射镜及相应的阵列式伺服反射镜、阵列腔镜适用于大型ICF驱动器.
阵列腔镜 阵列反射镜 array cavity mirror array transmitting mirror ICF ICF
