1 沈阳理工大学 理学院,沈阳
2 中国人民解放军32124部队,吉林 延吉
3 鞍山紫玉激光科技有限公司,辽宁 鞍山
介绍了基于电光调Q与MOPA技术的高重频、窄脉宽的1 064 nm和532 nm双波长固体激光器。采用Nd:YVO4晶体作为激光增益介质,加以电光调Q,得到1 064 nm本振激光输出,为获得稳定脉冲激光输出,在激光器本振级的基础之上,再将其进行两级行波放大,当两级放大级泵浦电流均为6.7 A,重复频率为10 kHz时,实现了输出功率为31.4 W,脉宽为6.2 ns的基频光输出,功率稳定性RMS为0.25%,采用腔外倍频获得16.6 W的532 nm激光输出,1 064 nm基频光到532 nm倍频光的转换效率可达53%。
高重频 窄脉宽 双波长 high repetition rate narrow pulse width master oscillator power-amplifier (MOPA) MOPA Nd:YVO4 Nd:YVO4 dual-wavelength
激光雷达被广泛应用在无人驾驶、测量测绘等领域,为降低功耗、成本和体积,脉冲式半导体激光器成为激光驱动电路的首选。在此背景下,以电感为储能元件对一种窄脉宽大电流半导体激光驱动电路进行了优化设计。在详细介绍驱动电路的工作原理的基础上,重点研究了储能电感值大小与电路功耗的影响关系。运用ORCAD PSPICE仿真软件建立了驱动电路仿真模型,总结出影响脉冲电流的脉宽、峰值和波形振荡的主要因素。测试表明,在电路重复频率为10 kHz的条件下,储能电感功率损耗为59 mW,驱动电路的脉宽为3.8 ns,上升沿为3.5 ns,下降沿为3.7 ns,峰值电流为132 A,激光器输出峰值光功率约为326 W。
激光光学 窄脉宽 大电流 半导体激光器 驱动电路 储能电感 激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0114008
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
3 鹏城实验室, 广东 深圳 518055
在飞行时间测距(TOF)的脉冲激光雷达(lidar)中, 激光器驱动十分重要, 其性能直接影响激光雷达系统的作用距离、信噪比和虚警率等指标, 是激光雷达的关键组成部分。本文在目前常见的激光器驱动电路模型基础上进行创新, 在储能电容的充电电路中引入适当电感, 形成电阻电感电容(RLC)二阶微分振荡电路, 可以大幅度提高脉冲激光器的驱动电压, 从而提高驱动电流, 驱动激光器产生大功率、窄脉宽的激光。经过理论计算、软件仿真和实验验证, 引入适当的电感可以将脉冲激光器的驱动电流提高85%以上, 输出功率提高114%以上。
激光雷达 大功率 窄脉宽 微分振荡电路 lidar high power narrow pulse width differential oscillator circuit
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了一种基于反射式体布拉格光栅(RBG)的高重复频率窄脉宽的固体单频激光器。该激光器采用激光二极管端面泵浦的方式,Nd∶YVO4晶体为增益介质,磷酸氧钛铷(RTP)晶体对为电光调Q开关,RBG为输出镜,在光学腔长为65.7 mm的谐振腔内,锁定了波长1064.355 nm的单频激光输出,其在10 kHz的重复频率下,脉冲宽度为1.3 ns、平均功率为1.68 W、光束质量 =1.22和 =1.18,可应用于空间主动光电遥感技术中。
激光器 固体激光器 体布拉格光栅 高重复频率 窄脉宽 单频
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031
提出并演示了一种基于声光调制器(AOM)主动调Q的环形腔双包层光纤激光器获得窄线宽、窄脉宽和高重复频率激光脉冲的方法。通过在腔内采用以双包层增益光纤作为输入尾纤的泵浦剥离器来缩短腔长,可以降低增益光纤正向放大自发辐射(ASE)的反射,抑制其ASE的增益自饱和效应,使腔内有效增益增大,窄线宽调Q脉冲可在环形腔中快速建立,从而不仅可使调Q脉冲脉宽变窄,还允许其重复频率大幅提升。在7 W泵浦功率下,所提出的调Q光纤激光器获得了线宽和脉宽分别窄至0.16 nm和10.4 ns、重复频率高达150 kHz的调Q激光脉冲。
激光器 调Q脉冲 窄线宽 窄脉宽 放大的自发辐射
1 光电控制技术重点实验室,河南洛阳471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所,河南 洛阳 471000
3 陆航驻洛阳地区军事代表机构,河南 洛阳 471000
kHz、窄脉宽、高能量的脉冲激光光源在激光测距领域具有广阔的应用前景。依据晶体电光调Q与窄脉宽理论, 研究并设计了一种kHz、窄脉宽、高能量调Q的固体激光器。实验采用了一种适用于高占空比、高功率的LD端面泵浦构型, 利用三柱透镜耦合系统将泵浦光聚焦至工作物质内, 其最大光转化效率能达到27%;分别利用RTP晶体与KD*P晶体进行高重频电光调Q对比, 在近乎相同的静态输入下, KD*P晶体调Q获得了11 mJ的动态能量输出, RTP晶体的动态能量只有5. 64 mJ。最佳泵浦功率下, KD*P晶体的动静比接近80%, RTP晶体动静比接近40%。最后, 通过改变谐振腔的腔长, 验证了短腔法实现窄脉宽激光的可行性, 并在物理腔长为60 mm的情况下, 获得了5. 76 ns的窄脉宽激光。
高能激光器 激光测距 电光调Q 窄脉宽 high-energy laser laser ranging KD*P KD*P RTP RTP electro-optical Q- switching narrow pulse width
1 长春理工大学 光电信息学院电子工程分院, 吉林 长春 130114
2 长春理工大学 光电信息学院信息工程分院, 吉林 长春 130114
3 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130022
设计并实验研究了一种结构简单的主动调制锁模高重复频率窄脉宽光纤激光器。采用窄线宽连续激光调制4 GHz高重频后, 通过拉曼增益孤子压缩效应将脉宽由27 ps压窄至2.6 ps。该高重频锁模激光泵浦一段300 m长高非线性光纤, 同时脉冲被展宽至7.4 ps。产生的超连续谱平坦度20 dB宽带可达250 nm, 功率波动为±0.2 dB。
光纤激光器 主动锁模 高重复频率 窄脉宽 超连续谱 fiber laser active mode-locking high repetition-rate narrow pulse width supercontinuum