1 苏州大学光电科学与工程学院，江苏 苏州 215006
2 江苏省先进光学制造技术重点实验室，江苏 苏州 215006
3 江苏省苏州大学现代光学技术教育部重点实验室，江苏 苏州 215006
4 奥徒（上海）激光技术有限公司，江苏 苏州 215123
利用飞秒激光脉冲开展了零热膨胀系数Li2O-Al2O3-SiO2（LAS）透明微晶玻璃的非光学接触式焊接研究，分析了不同能量飞秒激光焊接LAS透明微晶玻璃的焊缝形貌和剪切强度，并对焊接后LAS透明微晶玻璃的透过率进行了测量。在激光脉冲宽度为300 fs、波长为1030 nm、单脉冲能量为3.0 μJ时，焊接后LAS透明微晶玻璃的剪切强度高达23.51 MPa，光学透过率相对于原始LAS透明微晶玻璃下降了5%。随着单脉冲能量的增加，LAS透明微晶玻璃的光学透过率发生不同程度的下降，改性区域逐渐远离焦点，向激光源方向移动，使得分界面处的焊缝宽度先增大至10.7 μm而后逐渐减小。X射线衍射分析结果表明，在该激光参数下实现了LAS透明微晶玻璃焊接而未产生新的晶相。
激光技术 飞秒激光 透明微晶玻璃 玻璃焊接 单脉冲能量 非光学接触 中国激光
2023, 50(16): 1602104
1 北京工业大学材料与制造学部，北京市激光应用技术工程技术研究中心，北京 100124
2 北京工业大学跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室，北京 100124
3 北京工业大学激光工程研究院，北京 100124
4 Edgewave公司，Würselen 52146，德国
本文报道了利用自制低损耗、无节点反谐振空芯光纤传输高功率1064 nm皮秒脉冲激光的研究。光纤包层由7根平均壁厚为700 nm的细玻璃管组成，纤芯直径为42 μm，外径为175 μm。选择脉冲宽度为15 ps且重复频率可调谐的高功率激光器作为实验光源。使用不同长度的光纤进行了传输测试，测试结果表明：当输入单脉冲能量为403 μJ、平均功率为40.3 W、峰值功率为26.8 MW的激光时，最高可实现370 μJ的高能量激光输出，传输效率高达91.8%。分析了超短脉冲经过不同长度光纤后时域和频域的变化情况，结果表明：当光纤长度为1 m时，脉冲保持无畸变传输，光谱发生轻微变形；当光纤长度增长至3.3 m时，由于非线性效应的影响，脉冲宽度展宽至26 ps，光谱展宽至70 nm。本研究表明无节点反谐振空芯光纤有望在超短脉冲激光的传输应用领域发挥重要作用。
激光光学 超短脉冲传输 无节点反谐振空芯光纤 峰值功率 单脉冲能量 非线性效应
红外与激光工程
2021, 50(8): 20210349
华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
基于自主研发的100/400双包层掺镱有源石英光纤,搭建了高功率主振荡功率放大(MOPA)结构纳秒调Q光纤激光器,重复频率30~60 kHz可调谐。系统中心波长为1064.08 nm。采用976 nm激光泵浦,在60 kHz时实现平均功率761 W的输出,单脉冲能量为12.6 mJ,斜率效率为83.4%,光束质量 Mx2=9.82, My2=9.02;30 kHz下平均功率为526 W,单脉冲能量为17.5 mJ,斜率效率为85%,光束质量 Mx2=8.67, My2=8.57。该光纤是目前报道的高重复频率下获得的平均功率和单脉冲能量最高的国产光纤。
激光器 脉冲光纤激光器 掺镱光纤 单脉冲能量 主振荡功率放大 中国激光
2019, 46(12): 1215002
1 北京工业大学激光工程研究院国家产学研激光技术中心, 北京 100124
2 Edgewave公司, Würselen 52146, 德国
拉制了两种低损耗、单模、近红外宽带传输的空芯反谐振光纤，并用于高功率超短皮秒脉冲传输。利用无节点结构的空芯反谐振光纤实现了平均功率为74 W、单脉冲能量为185 μJ、峰值功率为10.8 MW的超短脉冲传输，且输出激光在频域和时域上均没有发生明显变化。
激光光学 空芯反谐振光纤 超短脉冲传输 单脉冲能量 峰值功率
长春理工大学 理学院, 吉林省固体激光技术与应用重点实验室， 长春 130022
报道了一种灯泵浦结构的Nd: YAG晶体电光调Q高峰值功率266 nm紫外激光器。结合磷酸二氢钾(KDP)晶体性质，基于倍频理论，分析了考虑走离效应情况下存在相位失配量时KDP晶体长度对转换效率的影响。该激光器采用紧凑的平平腔结构，灯泵浦Nd: YAG晶体电光调Q 1064 nm激光作为基频光，腔外采用Ⅱ类匹配磷酸钛氧钾(KTP)和Ⅰ类匹配KDP分别作为二倍频和四倍频晶体。利用能量计、示波器等仪器进行测量，激光器重复频率1 Hz时，获得脉宽6.0 ns，单脉冲能量35 mJ的266 nm紫外激光输出，峰值功率高达5.83 MW; 当重复频率10 Hz时，获得单脉冲能量28.9 mJ的266 nm紫外激光。532~266 nm转换效率最高可达31.9%。利用该高峰值功率、窄脉宽266 nm紫外激光器，能够实现激光打标、激光雕刻。
高峰值功率 KDP晶体 电光调Q 单脉冲能量 转换效率 high peak power KDP crystal electric-optical Q-switched single pulse energy conversion efficiency 强激光与粒子束
2015, 27(4): 041003
1 四川大学 电子信息学院, 成都 610064
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
对SiO2和ZnS这两种常用的红外光学材料在红外短脉冲激光辐照下的热损伤特性进行了研究,分析了相同激光辐照条件下两种材料的热效应,另外也针对同种材料不同辐照条件下的热效应进行比较。分析结果表明: 红外激光作用下,SiO2材料的表面温升快于ZnS材料,而在材料内部,则后者快于前者。脉冲辐照结束时SiO2材料的表面峰值温度高于ZnS材料,但ZnS材料产生温升的深度大于SiO2材料。由于能量更为集中,材料在皮秒激光作用下温升高于纳秒激光作用下的温升。若材料的峰值温度达到熔点,则激光的单脉冲能量随脉冲宽度的减小呈非线性减小趋势,且变化率越来越大。
热效应 温升 脉冲宽度 红外 单脉冲能量 SiO2 SiO2 ZnS ZnS thermal effect temperature rise pulse width infrared single pulse energy 强激光与粒子束
2014, 26(12): 121002
中航工业 北京航空制造工程研究所, 北京100024
介绍一种纯风冷激光二极管泵浦的脉冲Nd∶YAG激光器, 单脉冲能量250 mJ, 重复频率25 Hz, 脉冲宽度7 ns, 光光转换效率13.6%。激光器输出为准基模, 垂直和水平方向的M2值测量结果分别为2.81和4.09。同样结构下将风冷系统换成风冷水冷结合方式, 激光器脉冲能量345 mJ, 重复频率提高到50 Hz, 光光转换效率上升为15.2%。两种形式的激光器连续工作时间5 min, 并进行了高温+55 ℃和低温-25 ℃的环境试验。
纯风冷 二极管泵浦 单脉冲能量 光光转换效率 prue air-cooled diode-pumped single-pulse energy light conversion efficiency
1 天津医科大学生物医学工程, 天津 300070
2 中国医学科学院生物医学工程研究所, 天津 300192
在光腔衰荡光谱技术中衰荡信号虽不受入射光强变化的影响, 但入射光强大小并非任意选取。通过理论计算结合实验分析, 探讨脉冲光腔衰荡光谱技术中激光单脉冲能量的选取, 结果显示激光脉冲能量选取受反射镜的反射率、探测器灵敏度、增益及信噪比等因素限制。当入射光强度选取过低, 在探测器本身灵敏度和信噪比的限制下, 信号被淹没于噪声中, 无法检测信号; 入射光强度过高, 输出的光电流随光强的增大而趋向于饱和, 探测器的响应呈现非线性, 甚至出现漂白现象或损坏探测器。实验中, 激光光源单脉冲能量范围在33 nJ到1 μJ较为合适。
光腔衰荡光谱 单脉冲能量 参数选择 光电倍增管 cavity ring-down spectroscopy single pulse energy parameter selection photomultiplier tube
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津300072
报道了一种长腔掺镱锁模光纤激光器。除用以实现自启动锁模的非线性偏振旋转（NPR）元件外，激光器为全单模光纤结构，且腔内无色散补偿元件，工作在全正色散域，仅仅通过引入窄带滤波器参与脉冲整形过程输出耗散孤子。实验中通过延长单模光纤长度实现了两个长腔条件，分别得到了6.66 MHz重复频率，12 nJ单脉冲能量和5.05 MHz重复频率，20 nJ单脉冲能量的稳定锁模脉冲，噪声抑制比均为75 dB。与以往的全正色散锁模光纤激光器相比，重复频率低，单脉冲能量高，稳定性好，适用于构建简化的光纤啁啾脉冲放大（CPA）系统。
激光器 全正色散锁模光纤激光器 长腔 单脉冲能量 重复频率
