1 北京理工大学光电学院, 北京 100081
2 北京理工大学精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京 100081
3 北京理工大学信息光子技术工业和信息化部重点实验室, 北京 100081
为了实现高效的太阳光泵浦系统,有必要设计一种兼具低热冲击和高聚光量的泵浦腔。利用TracePro软件建立菲涅耳透镜、瓶形泵浦腔二级系统,通过优化确定了最佳入窗口径、入窗位置、出窗口径、瓶腰直径、瓶腰位置、晶体棒长。通过理论计算得出了长度为60 mm晶体棒的泵浦阈值功率为4.568 W/m 2,最佳系统结构的输出功率为18.21 W,热透镜焦距为31.0 cm。在与锥形腔的比较中计算得出两种腔形下晶体棒的轴向温度分布曲线,通过对比表明,瓶形腔在减少热冲击和提高抽运光均匀性上具有明显的优势。本文的优化设计为后续实验提供了新思路。
激光器 太阳光抽运激光器 瓶形腔 Nd∶YAG; 热效应 光学学报
2021, 41(24): 2414003
1 中国科学院 理化技术研究所，北京 100190
2 中国科学院 固体激光重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京100190
自适应光学技术广泛应用于大型地基光学望远镜，以校正大气扰动造成的波前畸变，使望远镜达到近衍射极限分辨率，实现对观测目标的清晰成像。激光钠导引星作为自适应光学校正的信标源，是自适应光学望远镜的核心技术之一。介绍了589nm光抽运垂直外腔面发射半导体钠导引星激光器和掺Dy3+晶体作为增益介质直接发射589nm激光的固体激光器的最新研究进展。这些方案因其具有体积小、效率高、可靠性高、成本低、易维护等优势，被认为是新一代钠导引星激光器有潜力的发展方向。
激光技术 自适应光学 钠导引星激光 光抽运垂直外腔面发射半导体激光器 掺Dy3+晶体 laser technique adaptive optics sodium guide star laser optical pumping vertical external cavity semicondu Dy3+-doped crystal
1 中国科学院理化技术研究所中国科学院固体激光重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
与传统的边发射半导体激光器相比,垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有光束质量好、阈值电流低、易于二维列阵集成和制造成本低廉等优点。近年来,以VCSEL为基础发展起来的电抽运和光抽运垂直外腔面发射激光器(VECSEL),在获得高的输出功率和光束质量的同时,可以通过在腔内插入光学元件,实现腔内倍频、波长可调谐和锁模等激光技术,在激光领域很有竞争力。本文介绍了面发射半导体激光器的结构、工作原理及性能优势,综述了其在高功率输出、可调谐技术、锁模技术等方面的研究现状与进展,探讨了该类型激光器的发展前景。
激光器 垂直腔面发射半导体激光器 电抽运 光抽运 高功率 可调谐技术 锁模技术 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 050006
基于自旋反转模型, 数值研究了光抽运下1300 nm自旋垂直腔面发射激光器(Spin-VCSEL)输出激光的圆偏振转换(PS)及偏振双稳(PB)特性。研究结果表明: 对于一定的抽运光偏振椭圆率PP, 抽运光功率能在一定程度上控制激光器输出光的偏振椭圆率Pout, 其绝对值随抽运光功率的增加而逐渐增大; 对于一定的归一化抽运光功率η, 采用正向扫描(逐渐增加)和反向扫描(逐渐减小)PP时, Spin-VCSEL输出的左旋圆偏振光与右旋圆偏振光之间会发生PS, 并可观察到PB现象。对于较小的η, 双稳环宽度随η的增加先增加到一个最大值然后减小到0; 对于较大的η, 双稳环宽度随η的增加总体上呈现出逐渐减小的趋势。激光器的线宽增强因子α和有源区介质的双折射系数γp等内部参数对由PP变化引起的PS和PB均有较大的影响。此外, 确定了双稳环宽度在某些激光器关键内部参数和η构成的参数空间中的分布图。
激光光学 自旋垂直腔面发射激光器 光抽运 圆偏振转换 双稳
设计了一种阈值较低的太阳光直接抽运的Nd∶YAG固体激光器,采用有效面积为1.03 m
2、焦距为1.2 m的菲涅耳透镜为第1级太阳光会聚装置,分腔水冷型镀金锥形腔为第2级太阳光会聚装置。在液体导光透镜和镀金锥形腔的共同作用下,通过端面、侧面同时抽运直径为5 mm、长度为75 mm的Nd∶YAG螺纹晶体棒,获得了连续稳定的1064 nm激光输出。利用光学设计软件ZEMAX和激光谐振腔仿真软件LASCAD建立理论模型,通过数值模拟验证实验结果并优化系统设计。该太阳光抽运Nd∶YAG固体激光器的激光输出功率最高为31.5 W,收集效率为30.58 W/m
2,激光器阈值功率为102 W,斜率效率为4.25%,太阳光到激光的能量转换效率为3.2%。
激光器 太阳光抽运 Nd∶YAG; 螺纹棒 数值模拟 光学学报
2017, 37(11): 1114001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
在基于Ramsey作用的原子钟里，受限于原子的相干时间及晶振的相位噪声，自由演化时间不能太长。提出了大失谐光无破坏测量方法，利用该方法获取了原子相位数据，并将其反馈到微波相位上，从而实现了原子相位反馈，有效地延长了自由演化时间。分别从理论和实验上验证了这种周期性反馈作用的可行性。
原子与分子物理学 原子相位反馈 大失谐光探测 脉冲光抽运 原子钟
设计了太阳光直接抽运1064 nm激光放大器，并实现了太阳光抽运下的激光放大。该激光放大器采用菲涅耳透镜和金属锥型腔相结合的太阳光会聚系统，增益介质为圆盘状Nd∶YAG和Nd/Cr∶YAG晶体。分析了固体激光放大的原理。通过tracePro仿真太阳光会聚系统，计算了增益介质表面的抽运光功率密度。基于Nd∶YAG与Nd/Cr∶YAG的光学与物理参数，用LASCAD仿真了增益介质内部的温度分布，验证了设计的可行性。在太阳辐射功率密度为900 W/m2和种子光最大功率为300 mW的实验条件下，最大激光输出为475.1 mW。对比分析了不同的太阳光会聚系统和不同增益介质的放大实验数据，探讨了后续改进的方向。
激光器 太阳光抽运 锥形腔
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
光抽运中红外气体激光器可以实现高光束质量、高能中红外激光输出，具有高量子效率、气体介质易于流动散热、可定标放大以及结构紧凑等特点，表现出巨大的发展潜力。概述了光抽运中红外气体激光器基本原理，回顾了其发展历史，分析总结了其发展的重点、难点所在，并预测了未来的发展趋势。
激光器 光抽运中红外气体激光器 气体 光纤激光器 激光与光电子学进展
2015, 52(1): 010005
1 厦门大学电子工程系, 福建 厦门 361005
2 法国卡昂大学材料与光电离子研究中心, 卡昂 法国 14050
报道了蓝光半导体激光抽运的掺镨氟化钇锂（Pr:YLF）橙光607 nm固体激光器。光抽运半导体激光器（OPSL）与激光二极管（LD）相比具有光束质量好、输出功率高、吸收效率高等优点，因此采用OPSL作为抽运源有助于提高Pr:YLF激光器性能。分别测量了Pr:YLF在橙光波段内常温（300 K）和低温（12 K）时的偏振发射光谱，表明该晶体的橙光3P0→3H6跃迁主要包含6条发射谱线。采用最高输出功率为1.9 W，中心波长为479.2 nm的OPSL作为抽运源，以及长度为5 mm、掺杂原子数分数为0.5%的Pr:YLF晶体作为增益介质，在平凹腔结构下获得的橙光607 nm最大输连续输出功率为524 mW，对应斜率效率为39.1%。
激光器 橙光激光器 掺镨氟化钇锂晶体 光抽运半导体激光器 中国激光
2013, 40(s1): s102004
