1 北京航空航天大学物理科学与核能工程学院, 北京 100191
2 中国科学院半导体研究所固态光电信息技术实验室, 北京 100083
激光半主动制导技术极大地提高了导弹命中率,激光器作为目标指示器的核心器件,其研究进展对整个激光制导**系统意义重大。首先介绍了用于目标指示器的激光器的发展历程和研究现状;然后阐述了当前该激光器的主要技术原理和方案,分析了其优势和不足;最后对该激光器的未来发展方向进行了展望。
激光器 激光二极管抽运固体激光器 激光半主动制导 激光目标指示器 免温控技术 激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010002
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 上海交通大学 IFSA协同创新中心, 上海 200240
3 中国工程物理研究院研究生部, 北京 100088
针对高重复频率运行下低温氦气冷却的间隔掺杂Yb:YAG叠片激光放大器中热效应的问题, 提出了一种多层Cr4+:YAG热管理技术, 并优化设计了放大器Cr4+:YAG间隔层和包边结构以减少热效应的影响。利用三维有限元和琼斯矩阵方法, 分析了不同Cr4+:YAG结构激光介质中温度和应力应变分布, 并模拟计算了热致双折射退偏损耗和波前畸变。数值结果表明, 通过设计两层和三层Cr4+:YAG结构, 降低与增益介质相邻Cr4+:YAG中的热沉积, 增益区内的横向温差可降低到1.5 K以内, 光束经过整个放大器后平均退偏损耗和波前畸变可分别减少到0.5%、0.8 ?姿; 进一步合理地设计Cr4+:YAG的层数和吸收系数能有效消除热效应对光束质量的影响。
激光二极管抽运固体激光器 热效应 Yb:YAG叠片放大器 diode-pumped solid-sate laser thermal effects Yb:YAG multislab amplifier Cr4+:YAG Cr4+:YAG 红外与激光工程
2016, 45(12): 1206004
1 武汉军械士官学校光电技术研究所, 湖北 武汉 430075
2 中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室, 北京 100190
二极管抽运固体激光器(DPSSL)热管理技术是决定其小型化、插头效率和光束质量等性能的关键因素之一。研究了基于低熔点液态金属镓合金相变材料的二极管抽运激光器(DPL)温控技术。对比实验研究结果表明，与体积更大的风冷肋片散热器相比，相变材料散热器能使激光器在高温55 ℃环境中正常工作时间从1 min延长到6 min、制冷功耗减小到46%、散热分系统体积减小到53%，并使激光器系统的插头效率由3.02%提高到3.77%。理论计算和有限元仿真模拟再现了液态金属相变过程中温度变化规律，再次表明液态金属相变材料散热器具有功耗低和体积小等优势。为拓展液态金属相变材料在激光器热管理领域的应用奠定了理论和实验基础，具有重要的工程应用价值。
激光技术 液态金属 相变材料 镓 二极管抽运固体激光器 热管理
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部, 北京 100088
惯性聚变能源是公认的安全、无碳、可持续发展的洁净能源.简要介绍了欧洲高功率激光能源研究(HiPER)项目激光驱动器的基准设计,然后从放大器的构型、热管理技术和放大的自发辐射抑制技术、激光系统的光束结构等方面重点讲述了满足HiPER 项目的两种千焦耳级激光链路方案.最后介绍了HiPER 项目实现商用激光聚变能源电站的发展规划.
激光光学 惯性聚变能源 二极管抽运固体激光器 概念设计 高功率激光能源研究 DiPOLE 激光系统 LVCIA 激光系统 激光与光电子学进展
2015, 52(8): 080005
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部, 北京 100088
惯性聚变能源(IFE)是公认的安全、无碳、可持续发展的洁净能源。从技术指标，光束结构、放大器结构、增益介质和系统效率、二极管抽运源等激光器结构，以及热致双折射和退偏振补偿技术、圆柱形空间滤波器等关键单元技术方面详细地介绍了美国激光惯性聚变能源(LIFE)计划二极管抽运固体激光驱动器的概念设计。LIFE 计划将对高平均功率激光技术、高功率二极管和激光材料的发展产生重大影响。
激光光学 惯性聚变能源 二极管抽运固体激光器 概念设计 激光惯性聚变能源 美国国家点火设施 Mercury 激光系统 激光与光电子学进展
2015, 52(4): 040001
1 长春理工大学理学院, 吉林 长春 130022
2 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
激光二极管（LD）抽运固体激光器（SSLs）通过声光（A-O）调Q 方法获得的短脉冲激光在激光测距、激光雷达等领域有着广泛的应用。从调Q 速率方程出发，通过理论分析与合理的模拟，解释了脉冲输出平均功率和脉冲宽度与反转粒子数密度之间的关系。为了获得脉宽相对较窄的脉冲输出，在平-平谐振腔结构中使用LD 单端抽运偏振吸收与发射的Nd:YVO4晶体，在抽运电流为32.6 A，重复频率为33.5 kHz，腔长为62 mm，输出镜透射率为50%的条件下获得了最短脉冲宽度为4.4 ns 的脉冲激光输出。在抽运电流为31.6 A，腔长为77 mm 的条件下，获得脉冲宽度为5.5 ns、峰值功率为26 kW 的1064 nm 脉冲激光输出。并且讨论了腔长、重复频率以及输出耦合镜透射率与脉冲宽度的变化关系。
激光器 激光二极管抽运固体激光器 窄脉宽 声光调Q 有效储能时间 激光与光电子学进展
2014, 51(9): 091402
西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065； 西安电子科技大学技术物理学院, 陕西 西安 710071
通过数值计算发现：在端侧面组合抽运DPL中，晶体横截面上的温度分布接近于轴对称分布，并且端面抽运功率占有率越大，温度分布越接近于轴对称分布。将端侧面组合抽运DPL中的热效用等效薄透镜近似，给出了等效热透镜焦距的计算方法，分析了组合抽运引起的热透镜效应对基横模振荡光的光斑尺寸和衍射损耗的影响。在总抽运功率一定的情况下，端面抽运功率占有率的变化对热透镜焦距有一定的影响，占有率越大，热透镜焦距越长。提高端面抽运功率占有率，可在一定程度上减小热透镜效应对振荡光束尺寸和衍射损耗的影响。
激光技术 固体激光器 激光二极管抽运固体激光器 端侧面组合抽运 热透镜效应 laser technique solid-state laser diode-pumped solid-state laser end-and-side pumping thermal lens effect
报道了一种采用常规微秒级高功率脉冲二极管(LD)阵列抽运固体激光工作物质获得毫秒级长脉冲激光输出的方法, 可获得重复频率高工作寿命长的毫秒级长脉冲激光输出。将总输出峰值功率为1.2 kW,占空比为5%的六个二极管线阵分为两组, 通过分时抽运NdYAG棒的方式, 获得了脉冲宽度约为1 ms的激光输出。抽运电流为85 A时, 输出激光平均功率为11.2 W。
激光器 毫秒级长脉冲 二极管抽运固体激光器 分时抽运
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部, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院院机关, 四川 绵阳 621900
4 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
宽带高增益钕玻璃放大器在惯性约束聚变(ICF)激光驱动器研究中具有重要意义。对影响激光二极管阵列(LDA)抽运钕玻璃棒状放大器增益的各因素进行分析, 确立了放大器的优化参量。建立了模拟环形LDA侧面抽运钕玻璃棒状放大器功率沉积过程的光线追迹模型, 并开发相关程序。在模拟计算基础上, 分别优化了LDA直接耦合抽运和LDA准直耦合抽运这两种构型的放大器参数。最后引入了指向误差分析, 比较了这两种耦合方式的优劣, 最终将放大器定为直接耦合抽运方式。按照优化后的结构加工了8.1 kW激光二极管抽运的2 mm钕玻璃放大器, 放大器的荧光分布均匀, 当抽运功率为7.7 kW时, 得到了40倍的小信号增益, 且放大器后增加偏振片时所测增益稳定性较好。
激光器 激光二极管抽运固体激光器 侧面抽运 抽运耦合
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
2 国防科技大学 理学院， 湖南 长沙 410073
采用激光二极管抽运固体激光(DPSSL)装置作为驱动器是惯性聚变能源(IFE)领域的重要技术途径，可兼顾高峰值功率和高平均功率。介绍了4种单发能量百焦耳、脉宽纳秒级的重复频率固体激光装置，包括系统的概念设计、实验进展，以及放大器构型、能量提取方案、介质热管理等关键单元技术。
惯性聚变能源 高平均功率激光装置 激光 二极管抽运固体激光器 热管理 激光与光电子学进展
2008, 45(10): 56
