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 低温液冷块状Yb∶YAG激光放大器

严雄伟 蒋新颖 王振国 郑建刚 李敏 肖凯博

[摘要]针对高功率激光的应用需求,提出一种新构型的低温激光放大器方案,采用低温液体侧面冷却三角形沟槽设计的块状Yb∶YAG晶体,抑制了介质内寄生振荡,改善了热管理效果,实现了放大器高效储能与提取,获得了能量为9.4 J、脉冲...

 PDF全文中国激光 | 2019, 46(09):0901008

 中红外固体激光技术研究进展

周松 李茂忠 姜杰 康彬 王林 康民强 李剑彬 张帆 郑建刚 邓颖 崔旭东

[摘要]波长在 3~5 .m波段的中红外激光由于处于大气窗口波段,同时又是众多原子及分子的吸收峰,因此在光谱学、医学、通信、遥感、环境监测及红外对抗领域有着广泛而重要的应用前景。目前,固体激光器实现中红外激光输出的...

 PDF全文红外技术 | 2019, 41(05):391

 叠阵巴条指向性对空心导管耦合系统的影响

王振国 郑建刚 严雄伟 蒋新颖 李明中 李 敏

[摘要]在空心导管泵浦耦合系统中, 测量了激光二极管叠阵中巴条的实际指向性, 并带入仿真建模中, 以便获得更准确、更优的模拟结果。与采用理想巴条指向性的模型模拟结果相比, 耦合系统的耦合效率降低了11.2%。同时, 带入实际...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2018, 30(11):111002

 大口径端泵片状放大器的泵浦耦合系统

王振国 蒋新颖 郑建刚 严雄伟 李明中 李 敏

[摘要]为了满足片状激光放大器对泵浦功率密度的要求, 设计并加工了高缩束比的耦合系统。根据LD的发光特性, 将输出功率为80 kW的LD阵列进行拟球面排列, 采用正交柱面透镜配合空心导光管进行泵浦耦合, 将发光面积为330 mm...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2017, 29(09):091002

 薄膜电极重频电光开关的热管理

庄令平 张雄军 张 君 郑建刚 龙 蛟 田晓琳 郑奎兴 朱启华

[摘要]透明导电薄膜作电极的普克尔盒电光开关是新一代重频激光驱动系统的理想单元。高重频会在电光晶体内产生热沉积, 引起弹光效应, 热光效应和晶体形变, 使透射光束的波前产生畸变。针对能量千焦耳级, 重复频率16 Hz率的激...

 PDF全文红外与激光工程 | 2016, 45(09):0921001

 间隔掺杂低温Yb:YAG叠片放大器的热效应优化

肖凯博 蒋新颖 袁晓东 郑建刚 郑万国

[摘要]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...

 PDF全文红外与激光工程 | 2016, 45(12):1206004

 几种光学材料γ总剂量辐射效应

王 艳 严雄伟 郑建刚

[摘要]针对应用于某种全固化激光器的4种关键光学材料Nd:YAG晶体、Cr:YAG晶体、无膜窗口玻璃(UBK7)以及部分反射镀膜玻璃在γ总剂量辐照前后光学特性的变化情况,分析获得了几种光学材料的γ总剂量辐照效应,并对该全固化激光...

 PDF全文太赫兹科学与电子信息学报 | 2016, 14(05):811

 欧洲HiPER项目激光驱动器概念设计研究现状

肖凯博 袁晓东 蒋新颖 严雄伟 王振国 李明中 郑建刚 郑万国

[摘要]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...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2015, 52(08):080005

 美国LIFE计划激光驱动器概念设计研究现状

肖凯博 袁晓东 蒋新颖 严雄伟 王振国 李明中 郑建刚 郑万国

[摘要]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...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2015, 52(04):040001

 双脉冲序列激光放大实验研究

王振国 严雄伟 蒋新颖 郑建刚 李敏 李明中

[摘要]掺Yb3+类高饱和通量增益介质的储能提取,会给激光器带来严重的安全风险,因此提出一种激光脉冲的时分复用放大技术。利用激光的偏振特性以及自由空间传输延迟,获得脉冲参数可变的脉冲序列,并进行验证实验。结果表明...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2014, 26(05):051011

 低温Yb:YAG放大器增益与热畸变特性实验研究

蒋新颖 王振国 郑建刚 严雄伟 李明中 田晓琳

[摘要]为了研究低温条件下Yb:YAG放大器的增益和热特性,搭建了一套液氮冷却的低温放大器,开展了实验研究。测量了不同泵浦强度下的小信号增益以及低温和常温下的介质热致波前畸变。结果表明:低温条件下,可以用更少的泵浦能...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2014, 26(11):111007

 聚变能激光驱动装置的激光材料选择

严雄伟 郑建刚 蒋新颖 王振国 张永亮 李明中

[摘要]基于美国LIFE激光驱动装置的放大器构型,使用Nd玻璃,YbYAG,YbS-FAP,YbCaF2四种材料的参数进行抽运储能过程的模拟计算,分析了介质口径、抽运强度、抽运脉宽及介质温度等参数对装置性能的影响,得到了各材料的优化...

 PDF全文中国激光 | 2012, 39(07):0702008

 大面阵激光二极管阵列端面泵浦耦合技术

王振国 段文涛 郑建刚 蒋新颖 严雄伟 李明中

[摘要]为了满足常温Yb: YAG激光放大器对泵浦功率密度的要求,设计了一种高缩束比的耦合系统。根据激光二极管(LD)的发光特性,将输出功率为80 kW的LD阵列进行拟球面排列,采用正交柱面透镜配合空心导光管进行泵浦耦合,耦合...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2012, 24(07):1683-1686

 混合掺杂Cr4+,Yb:YAG晶体储能特性的数值模拟

郑建刚 严雄伟 蒋新颖 王振国 段文涛 李明中

[摘要]借助于Cr4+,Yb:YAG激光放大器抽运动力学模型,在浓度(原子数分数)厚度(mm)积为15%·mm、抽运功率密度为20 kW/cm2的情况下,对不同口径、不同掺杂浓度的Cr4+,Yb:YAG晶体放大器中的储能进行了模拟计算。计算表明,...

 PDF全文中国激光 | 2011, 38(10):1006005

 高能重复频率运转条件下等离子体普克尔盒热效应及其控制理论分析

张君 张雄军 吴登生 田晓琳 郑建刚 段文涛 李明中

[摘要]在高能重复频率运转的激光系统中,用作激光隔离、多程放大控制的关键单元普克尔盒遇到了通光口径限制与热效应的双重挑战。采用等离子体电极技术将普克尔盒定标到大口径,通过选择吸收系数小且通光方向薄的KD*P作为电...

 PDF全文中国激光 | 2011, 38(01):0102007

 基于非均匀掺杂的激光二极管抽运固体激光系统放大介质热特性分析

单小童 严雄伟 张雄军 郑建刚 王明哲 张永亮 於海武 李明中

[摘要]利用非均匀掺杂的设计思想,针对正面抽运、背面冷却的有源反射镜放大器结构中不同激活离子掺杂分布的介质进行了模拟计算,分析并比较了传统均匀掺杂介质与非均匀掺杂放大介质中的温度、温度梯度、应力、应变以及波前...

 PDF全文中国激光 | 2011, 38(01):0102009

 高功率端面冷却片状Yb∶YAG激光器水冷结构设计

蒋新颖 郑建刚 严雄伟 段文涛 李明中 於海武 张永亮 单小童

[摘要]为了实现高功率Yb∶YAG激光器的高效冷却,对大口径片状Yb∶YAG激光器的水冷结构进行了设计,采用有限元方法对该结构的传热效果进行了数值模拟,得到了该结构的表面对流传热系数、换热面的温度分布等参量。结果表明,...

 PDF全文激光技术 | 2011, 35(05):629-631

 低温Yb:YAG放大器放大特性理论研究

蒋新颖 郑建刚 严雄伟 李明中 段文涛 王振国 张永亮 单小童 王明哲 於海武

[摘要]为了分析低温Yb:YAG放大器的放大特性,基于Yb离子抽运动力学及脉冲放大特性,对低温下Yb:YAG激光放大器的放大性能进行了理论研究,计算了不同晶体尺寸、不同掺杂浓度、不同温度以及不同抽运功率密度下的放大性能,建...

 PDF全文光学学报 | 2011, 31(s1):s100211

 评估固体激光器对流换热系数的方法

王明哲 郑建刚 张永亮 李明中 严雄伟 单小童 蒋新颖 景峰

[摘要]为提高固体激光器的热管理效果,提出了一种使用316L不锈钢片代替激光晶体评估固体激光器表面对流换热系数的方法。在低冷却水温的条件下,使用快响应热电偶对替代片和出口水流的动态温度进行测量,应用有限元方法计算...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2011, 23(06):1487-1490

 Cr4+:YAG被动调Q激光器输出特性

蒋新颖 郑建刚 段文涛 李明中 王明哲 严雄伟 蒋东镔 於海武

[摘要]采用理论与实验相结合的方法研究了激光二极管阵列泵浦的Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG激光器的输出特性。重点分析了调Q晶体小信号透过率和反射镜的反射率对激光器的输出能量、脉冲宽度的影响。对数值模拟结果进行了实验验...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2011, 23(03):586-588

 400 mm×400 mm口径单脉冲普克尔盒时间特性研究

吴登生 张雄军 郑建刚 张君 田晓琳

[摘要]建立了400 mm×400 mm口径单脉冲普克尔盒实验装置,采用小尺寸KDP晶体替代方案,完成了对400 mm×400 mm口径内不同区域时间特性的研究,并以此为依据获得使用全尺寸KDP晶体时普克尔盒的时间特性。通过对普克尔盒...

 PDF全文中国激光 | 2010, 37(05):1227-1230

 激光二极管端面抽运的焦耳级10 Hz“V”型水冷Yb:YAG激光器

段文涛 蒋新颖 蒋东镔 郑建刚 李明中 於海武

[摘要]为研究激光二极管抽运的大能量重复频率Yb:YAG激光器的关键单元技术,建立了焦耳级10 Hz“V”型有源镜(AM)构型Yb:YAG激光器。设计了一套空心导管抽运耦合系统,获得了90%的抽运耦合效率。设计了水冷增益介质的热管理方案...

 PDF全文中国激光 | 2010, 37(01):44-48

 热不灵敏激光谐振腔补偿特性研究

袁晓东 蒋新颖 郑建刚 胡东霞 段文涛 蒋东镔 金国藩

[摘要]为了实现热容激光器远场可聚焦性的实时控制,采用角锥棱镜阵列作为准相位共轭反射镜对光束波前进行被动式实时补偿。详细研究了阵列角锥棱镜谐振腔的光学特性,通过优化谐振腔的构型,进行腔内滤波,抑制角锥之间的共轭模...

 PDF全文激光技术 | 2010, 34(02):145-148

 20 mm孔径重复频率等离子体电光开关研究

张雄军 吴登生 张君 郑建刚 田晓琳

[摘要]等离子体普克尔盒可以采用薄晶体,是大口径平均功率激光器理想的光开关器件。采用有限元方法,分析了20 mm口径重复频率等离子体电光开关的热光效应,模拟计算了在平均功率负荷下,3 mm厚的DKDP晶体由于热致双折射引起的退...

 PDF全文光学学报 | 2010, 30(06):1772-1775

 透明介质中强聚焦激光感应等离子体参数控制研究

郑建刚 V. T. Platonenko Yu. M. Mikhailova 张雄军 李明中 段文涛 蒋新颖 吴登生 田晓琳

[摘要]利用广义非线性薛定谔方程, 研究了聚焦激光通过透明介质时, 感应等离子体的位置、大小及其同激光参数的关系。计算发现:对于给定衍射长度的激光波包, 感应等离子体浓度最大值随入射激光功率的增加而趋于一恒定值, 感...

 PDF全文光学学报 | 2010, 30(11):3264-3269

 激光二极管泵浦的重复频率大能量低温Yb:YAG激光器设计

王明哲 段文涛 曹丁象 郑建刚 蒋新颖 李明中 谭吉春 於海武 景峰

[摘要]为实现重复频率大能量激光输出,基于Yb:YAG激光介质低温下良好的热特性和激光特性,设计了12 kW高功率激光二极管(LD)阵列泵浦的V型腔低温Yb:YAG激光器(液氮温度)。对于泵浦耦合系统和散热结构两个关键点,分别使用光线追...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2010, 22(01):36-40

 角锥棱镜阵列谐振腔的输出特性

袁晓东 蒋新颖 郑建刚 胡东霞 段文涛 金国藩

[摘要]角锥棱镜阵列具有溯源反射和准相位共轭两大特点,可在一定程度上补偿高平均功率固体激光器的热畸变。但由于这种角锥棱镜阵列自身的缺陷和由它构成的谐振腔输出激光模式众多的特点,限制了其在谐振腔中的应用。分析了角...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2009, 21(06):813-816

 等离子体电极普克尔盒退偏损耗分析

张雄军 郑奎兴 吴登生 董云 郑建刚 鲁敬平

[摘要]通过对普克尔盒由于定向失误以及应力变形在静态及施加半波电压情况下引起的退偏损耗分析和计算,提出了等离子体电极普克尔盒中开关晶体的加工、装校要求以及半波电压平顶起伏指标;在静态条件下,利用研制的等离子体电极...

 PDF全文中国激光 | 2004, 31(s1):384-386

 等离子体电极普克尔盒的并联驱动

张雄军 冯国英 郑奎兴 吴登生 鲁敬平 董云 郑建刚

[摘要]高功率大型惯性约束聚变(ICF)激光驱动器大多采用等离子体电极普克尔盒(PEPC)抑制多程放大器的自激振荡和隔离反激光。采用并联驱动技术有利于实现等离子体电极普克尔盒电光开关小型化和降低成本,并可提高激光系统可靠...

 PDF全文中国激光 | 2004, 31(10):1173-1176

 离轴光线对电光晶体退偏的影响

任钢 郑建刚 蔡邦维 郑奎兴 张雄军 董云 冯斌 林东辉

[摘要]对离轴光线通过电光晶体时产生的退偏情况作了理论和实验研究.理论计算表明:当晶体厚度一定时,退偏损耗在一定范围内随离轴角度的增加而增加,随着入射光偏振方向偏离竖直方向的增大而增大.采用厚度为10mm的KDP晶体,实验...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2004, 16(01):59-62

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