1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室，长春30022
2 陆装沈阳军代局驻吉林地区军代室，长春1300
设计了一台紧凑型高温激光二极管阵列侧面泵浦Nd：YAG脉冲激光器。通过半导体制冷器控制泵浦源工作温度在60℃，其发射中心波长为808 nm，谱线宽度为4 nm。模拟了泵浦源在40℃、50℃和60℃条件下60 s内的温度场分布。实验所用激光增益介质为Nd：YAG晶体，尺寸为
φ 5 mm×50 mm，掺Nd
3+摩尔浓度为
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。采用磷酸二氘钾晶体作为电光调Q开关，在泵浦源电脉宽250
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，重复频率20 Hz、1 Hz条件下，获得最大能量为230 mJ、246 mJ的单脉冲输出，对应的脉冲宽度分别为8.4 ns、7.8 ns。光束发散角约为1.6 mrad。设计的Nd：YAG脉冲激光器总的电-光转换效率大于4.6%。
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
放大自发辐射(ASE)是影响低重复频率高峰值功率高能量脉冲光纤放大器性能的主要因素。系统综述了脉冲光纤放大器中抑制ASE的主要方法, 包括滤波、优化抽运特性(抽运功率、后向抽运、抽运方式)及优化种子特性(信号功率、信号脉宽)。对各种方法的抑制效果进行了比较, 发现滤波和同步脉冲抽运是抑制ASE、获得高峰值功率高能量脉冲输出的重要技术手段。
激光技术 脉冲光纤放大器 放大自发辐射 滤波 同步脉冲抽运 低重复频率 激光与光电子学进展
2017, 54(2): 020004
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
脉冲光纤激光器具有输出光束质量好、峰值功率高等优势，易于激发晶体内部的非线性效应。晶体非线性效应能够将光纤激光的近红外输出波段变换至深紫外或中红外等波段。利用实验室自主搭建的中心波长为1064 nm，脉宽为650 ps的脉冲光纤激光器抽运KTP(磷酸钛氧钾)晶体，实现了高功率超短脉冲对1064 nm激光的单程倍频，输出532 nm激光。将脉冲宽度由650 ps压缩至1 ps后，抽运激光的峰值功率密度达到24.97 GW/cm2，有效地将单程倍频转换效率从0.8%提高到8.4%。研究了不同平均功率、脉宽、光斑直径的超短脉冲下KTP晶体的倍频效率，验证了未来在振荡腔结构下实现KTP晶体高效倍频的可行性。
激光器 非线性变频 二次谐波 超短脉冲抽运 KTP晶体
北京交通大学理学院发光与光信息技术教育部重点实验室 光信息科学与技术研究所, 北京 100044
掺铒光纤(EDF)中的自发辐射噪声是影响掺铒光纤放大器(EDFA)工作性能和掺铒光纤激光器(EDFL)的起振特性的重要因素。自发辐射与泵浦方式紧密相关，研究脉冲泵浦下EDF的自发辐射具有重要的学术意义。从速率方程出发，建立了任意波形脉冲泵浦下EDF自发辐射的能级粒子数分布所满足的一元二阶变系数微分方程。由于没有封闭形式的解析解，采用杜哈梅尔方法，将泵浦脉冲波形进行分时段描述，每个小时段都有解析解，从而得到了自发辐射的平均功率表达式。分析结果表明，随着泵浦功率的增大，ASE的输出波形更接近泵浦光的波形，且泵浦光的毛刺对于ASE噪声的影响较小。
掺铒光纤 掺铒纤放大器 脉冲泵浦 杜哈梅尔方法 自发辐射 erbium-doped fiber(EDF) erbium-doped fiber amplifier(EDFA) pulse pumping duhamel method active spontaneous emission(ASE)
北京交通大学 理学院发光与光信息技术教育部重点实验室 光信息科学与技术研究所, 北京 100044
为了突破以往研究的波形局限, 探究任意波形脉冲泵浦下掺铒光纤的自发辐射特性, 从速率方程组出发, 采用分时段计算的方法得到各能级粒子数及自发辐射平均功率的表达式.仿真和实验表明, 泵浦光毛刺对自发辐射光的影响较小, 具有类似“高频滤波”的特性;泵浦功率较大时自发辐射光的波形与泵浦波形接近, 该研究结果可以用于光纤激光器的全光调制.理论分析与实验结果相符合, 证明了理论的可靠性.
掺铒光纤放大器 掺铒光纤 脉冲泵浦 自发辐射 全光调制 Erbium-Doped Fiber Amplifier (EDFA) Erbium-Doped Fiber (EDF) Pulse pumping Active Spontaneous Emission (ASE) All-optical modulation 光子学报
2014, 43(12): 1206001
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
从实验和数值仿真两方面研究了不同宽度的脉冲抽运情况下，全正色散光子晶体光纤中超连续谱(SC)产生的物理机制，并比较超连续谱的相干性。当抽运源为高峰值功率短脉冲时，光谱展宽的主要非线性效应为自相位调制，因此，数值仿真得到的超连续谱相对于抽运波长呈对称展宽的趋势，超连续谱相干性较好。当抽运源为600 ps的长脉冲时，产生超连续谱的主要非线性效应是受激拉曼散射，因此，超连续谱相对于抽运波长向长波方向展宽。
光纤光学 全正色散光子晶体光纤 超连续谱 脉冲抽运 相干性 中国激光
2013, 40(s1): s105009
烟台大学光电信息科学技术学院, 山东 烟台 264005
研究了外腔式PbWO4拉曼激光器在纳秒脉冲抽运下的输出特性。利用主动调Q的Nd:YAG激光器产生的脉冲宽度为31.4 ns，最大输出能量为200 mJ的1064 nm激光作为抽运源。拉曼激光谐振腔采用的是平凹腔设计。测量了输出的拉曼光脉宽与抽运能量的关系，分析了输出的拉曼光脉冲波形图和光谱图，测量了输出的拉曼光脉冲能量与抽运能量的关系，计算了转换效率与抽运能量的关系。当注入抽运光能量达到42 mJ时，得到了一阶斯托克斯光脉冲的最大能量和转换效率分别为10 mJ和24%，获得外腔式PbWO4拉曼激光器的一阶斯托克斯光脉冲波长为1177.6 nm，典型的一阶斯托克斯光脉冲脉宽为20 ns。
激光器 受激拉曼散射 外腔式拉曼激光器 脉冲抽运 PbWO4晶体
北京交通大学理学院发光与光信息技术教育部重点实验室 光信息科学与技术研究所, 北京 100044
自发辐射(ASE)是掺铒光纤放大器(EDFA)的重要噪声源，对于由EDFA构成的光纤激光器有重要影响。理论与实践证明，它与抽运方式紧密相关，所以研究脉冲抽运时掺铒光纤(EDF)的自发辐射有重要的学术价值。同时，脉冲抽运对于EDFA锁模激光器的研究也有一定意义。从理论和实验两方面研究了小信号脉冲抽运时，抽运脉冲宽度和幅度对于EDF的自发辐射特性的影响，得到了小信号抽运时输出ASE噪声平均值的近似解析解。研究发现，小信号脉冲抽运时输出信号的幅度与抽运脉冲的宽度成正比。这个新现象可用于脉冲宽度的全光检测。
光通信 掺铒光纤 掺铒光纤放大器 脉冲抽运 自发辐射 全光脉宽测量
烟台大学光电信息科学技术学院， 山东 烟台 264005
以波动方程和受激拉曼散射（SRS）物质方程为基础，采用光种子法，建立了固体相干反斯托克斯拉曼频移器的归一化耦合波方程，研究了晶体中反斯托克斯光转换效率。在脉冲抽运条件下分析了归一化增益系数G、归一化相位失配系数ΔK以及一阶斯托克斯光种子的归一化光场振幅ψs0三个变量对固体相干反斯托克斯拉曼频移器的影响，并作出了一系列相应曲线，由所得曲线估算了各归一化变量的合理取值范围。分析结果表明，在ΔK=0时，通过增大ψs0来打破拉曼增益抑制的影响，其转换效率峰值可达到44%。而当ψs0较弱时，可选取合适的相位失配系数，反斯托克斯光转换效率可达40%。
激光器 相干反斯托克斯 斯托克斯光种子法 固体拉曼激光器 脉冲抽运 相位失配 激光与光电子学进展
2011, 48(7): 071402
1 四川大学电子信息工程学院,四川,成都,610064
2 中国工程物理研究院四川,绵阳,621900
对重复脉冲泵浦的管状YAG激光器的3维温度分布进行了深入研究,计算模拟了管状介质在不同时刻的3维动态温升分布.计算结果表明,泵浦初始阶段,介质中各点的瞬态温升均随泵浦脉冲个数呈锯齿形增长,最大温升点的位置由介质内壁随时间逐渐向介质内部移动;经过大约490个脉冲泵浦后,介质内的瞬态温升最终随时间呈重复周期性变化,最大温升点将不再移动.当温升分布呈重复周期性变化后,激光管中心部分的温升较大,内外壁的温升较小,且外壁温升低于内壁温升.
激光技术 热效应 瞬态温升 重复脉冲泵浦 管状固体激光器 Laser technology Thermal effect Transient temperature rise Repeat pulse pumping Tube solid-state laser
