1 中国计量大学 光学与电子科技学院， 光电材料与器件研究院， 浙江 杭州 310018
2 中国科学院 上海应用物理研究所， 上海 201800
3 中国科学院 上海高等研究院， 上海 201200
4 中国科学院大学， 北京 101408
3 μm激光处于分子指纹区，在医疗外科、气体检测、**应用等领域都有重要的应用价值。Er3+∶ZBLAN光纤激光器具有效率高、可集成的优点，是3 μm激光的主要输出方式。本文从铒离子跃迁产生3 μm激光出发，围绕Er3+∶ZBLAN光纤激光器，介绍了3 μm激光产生的结构原理及能级系统，总结了实现该波段高功率连续输出和脉冲输出的技术方案和研究进展，重点介绍了基于不同材料可饱和吸收体的调Q和锁模激光器实验研究，并对目前实现3 μm波段高功率输出需要解决的问题进行了分析，最后对Er3+∶ZBLAN激光器的发展方向进行了展望。
3 μm激光 掺Er3+光纤 光纤激光器 脉冲激光 3 μm laser Er3+-doped fiber fiber lasers pulsed laser
1 天津大学微电子学院，天津 300072
2 光电信息控制和安全技术重点实验室，天津 300308
为实现脉冲激光回波信号参数的高精度测量，利用全波形采样技术设计了一种微弱激光信号检测系统，对信号的脉宽、实时功率以及能量等参数进行分析。所提系统硬件平台使用低噪声宽动态范围模拟前端进行信号预处理，基于现场可编程逻辑门阵列、模数转换器等模块实现数据量化与动态时域锁存。针对低采样率平台数据离散程度高引起的波形重构失真，提出了一种基于非均匀周期触发信号的多帧积累算法以降低硬件平台成本。通过对量化数据的拟合补偿，所提算法提升了系统激光信号参数的解算精度。所提系统对脉宽3 ns、峰值功率9 μW的脉冲激光器进行参数检测并与高采样率平台进行对比。结果表明：所提系统对激光信号的脉宽解算误差约为0.041 ns，峰值功率解算误差约为0.53 μW，能量积分误差约为4.52 fJ，所有参数重复测量不确定度小于8%。
脉冲激光器 微弱能量测量 高斯拟合 全波形数据 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0512006
1 湖南工业大学机械工程学院，湖南 株洲 412000
2 湖南第一师范学院智能制造学院，湖南 长沙 430100
利用激光线扫描方式建立丝状高斯热源的传热模型，并对其进行数值分析，得到脉冲激光烧蚀碳纤维的演化规律。对碳纤维复合材料（CFRP）板材进行激光烧蚀实验研究以验证所提模型的可行性。结果表明：当激光功率为9 W、激光扫描速度为200 mm/s时，板材表面绝大多数树脂被蒸发，表面粗糙度降至7.20 μm，表征数据稳定性的样本方差为1.889。实验证明了该理论模型的正确性和可行性，为CFRP材料的激光加工研究提供了参考。
激光光学 碳纤维复合材料 脉冲激光 激光烧蚀 传热模型 表面粗糙度
1 山东师范大学物理与电子科学学院，光场调控及应用中心，山东省光学与光子器件技术重点实验室，山东 济南 250358
2 华东师范大学与山东师范大学光调控科学与光子集成芯片联合研究中心，上海 200241
采用溶液法合成了二维硫铟锌纳米花，并测量了其可饱和吸收参数，其中，饱和强度为675 MW/cm2，调制深度为7.8%。通过搭建1 μm 全固态激光器，获得最大输出功率为240 mW、最大重复频率为629.08 kHz、最小脉冲宽度为388 ns、相应的单脉冲能量为0.38 μJ、峰值功率为0.98 W的脉冲激光。结果表明，由于硫空位的存在，硫铟锌纳米花能够吸收能量低于其带宽的光子，在近红外区域，表现出良好的可饱和吸收特性，且在激光器中，能够获得高重复频率和短脉冲宽度的激光输出。因此，基于硫铟锌纳米材料的可饱和吸收体在调Q脉冲激光器中具有广阔的应用前景。
非线性光学 脉冲激光 可饱和吸收体 二维材料 硫空位 硫铟锌
中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800
掺镱大模场光子晶体光纤在高峰值功率超快激光放大器中有着重要的应用价值，其研究得到了广泛关注。首先简要介绍了国内外掺镱大模场光子晶体光纤的研究进展，阐述了掺镱大模场光子晶体光纤的基本设计思路，对比说明了保偏型掺镱光子晶体光纤的设计制备方法。重点介绍了近十年来中国科学院上海光学精密机械研究所在掺镱大模场光子晶体光纤方面的研究进展。包括掺镱大模场光子晶体光纤的纤芯折射率大小和均匀性控制、光子晶体光纤微结构控制等关键技术。采用自主研制的四种芯径为40~100 μm的掺镱大模场光子晶体光纤开展了皮秒脉冲激光放大实验。利用40 μm芯径的保偏掺镱光子晶体光纤实现了平均功率为100 W、光束质量因子（M2）小于1.4的稳定输出，偏振消光比为12 dB。利用100 μm芯径的保偏掺镱大模场光子晶体光纤实现了M2小于1.5的高光束质量脉冲放大。上述研究为掺镱大模场光子晶体光纤的国产化应用奠定了基础。
光纤光学 掺镱石英玻璃 大模场光子晶体光纤 皮秒脉冲激光放大 光纤激光
中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理全国重点实验室，四川 绵阳 621900
短脉冲强激光驱动中子源具有微焦点、短脉宽、高注量率的特点，在创新研究和应用方面显示出独特潜力，得到了广泛关注。简要回顾了激光中子源的发展历史和现状，特别是超短脉冲激光驱动束靶中子源的最新研究进展。首先，介绍了激光中子源束流品质提升方面的研究工作。其中，产额提升是激光中子源研究以及实现相关应用的首要问题。当前的研究主要通过反应通道选择、离子加速优化等技术途径来实现激光中子源产额的提升。除了产额提升之外，人们还格外关注激光中子源的方向性提升，提出了削裂反应、逆反应动力学等新方案。其次，介绍了激光中子源参数的诊断方法与现状。通过对激光中子源能谱、角分布、脉宽和源尺寸等参数的精密表征，人们对激光中子源的特性有了更全面的了解，这有力支撑了其应用。最后，回顾了激光中子源目前已开展的应用演示实验。激光中子源适用于部分与传统中子源类似的应用场景，同时基于激光中子源超短脉冲、超高通量等新特性有望拓展出新的独特应用。
激光光学 激光离子加速 激光中子源 超短脉冲激光
中国航发控制系统研究所传感系统工程部，江苏 无锡 214063
基于数值仿真工具，对某型压力传感器芯体径向脉冲激光焊接过程进行3D建模及仿真分析。模型描述了焊接过程中脉冲激光形成的等效热源，316L不锈钢材料的传热和相变，热影响区形成的瞬态应力场，以及焊接后形成的残余应力。同时，根据多种激光焊接工艺参数组合形成的熔池深度实测数据完成等效热源模型的标定。结果显示：经过标定的等效热源模型熔深计算值与实测值偏差在8%以内；将焊缝残余应力分布计算值与X射线衍射法所得的实测值进行了对比分析，两者结果较为吻合，变化规律一致，偏差值小于15%。验证了激光焊接模型的精度能够满足工艺参数影响规律研究及参数优化的工程需要。
脉冲激光焊接 等效热源 残余应力 熔池深度 X射线衍射法 pulse laser welding equivalent heat source residual stress depth of molten pool X-ray diffraction method
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部，上海 201800
3 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海 201800
4 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
报道了基于保偏光纤结构的窄线宽窄脉宽高重复频率光纤激光器。采用主振荡器功率放大器（MOPA），主放大级采用芯径为40 μm的光子晶体光纤（PCF），获得了重复频率为10 kHz、脉宽为1.34 ns、光谱宽度为0.05 nm、脉冲能量为298 μJ的稳定激光输出。通过腔外倍频的方式，使用长度为40 mm的温度匹配型三硼酸锂（LBO）晶体，获得了能量为155.5 μJ 的532 nm激光输出，倍频效率为52%，横向和纵向光束质量分别为=1.28和=1.26。该激光器可应用于基于单光子探测技术的空间激光探测雷达。
激光器 光纤激光器 窄线宽 脉冲激光 高峰值功率 自相位调制 中国激光
2023, 50(23): 2301010
