基于轴棱锥用主被动方式产生短脉冲高功率近似无衍射光

利用轴棱锥构成的Bessel-Gauss谐振腔,首次由灯泵Nd:YAG调Q激光器主动式直接输出纳秒高功率近似无衍射Bessel-Gauss光脉冲。应用衍射理论给出的Bessel-Gauss场分布模型对结果进行分析,数值模拟和实验结果基本吻合。同时利用带抗共振环(ARR)的Nd:YAG调Q激光器输出的高稳定纳秒高斯脉冲,通过Axicon的光束整形,由被动方式获得近似理想的纳秒无衍射零阶Bessel光。利用胶片扫描法记录了光强分布的精细结构,测定得出无衍射光的中心光斑半径约为90μm,峰值功率密度高达2.3×109W/cm2。分析比较了主动和被动方式产生纳秒无衍射光的特性和优缺点。

圆顶轴棱锥底角及焦距对局域空心光束的影响

从衍射理论导出圆顶轴棱锥后的光场分布,用软件对圆顶轴棱锥后的光强进行仿真,结果表明,圆顶轴棱锥可以得到多个局域空心光束。分别改变圆顶轴棱锥的底角和顶端平凸透镜的焦距,再用软件对圆顶轴棱锥后的光强进行仿真,所得光强分布表明,圆顶轴棱锥的底角影响局域空心光束的周期和暗域数量,而顶端平凸透镜的焦距主要影响局域空心光束中暗域的数量,对周期几乎没有影响。在实际应用中可通过调节参量得到所需要局域空心光束。

轴棱锥顶点加工误差的修正

由菲涅耳衍射理论出发,分析了轴棱锥顶点加工精度对光束传输特性的影响。分析指出,当轴棱锥顶点加工成圆形时,它相当于一个平凸镜,对光束起点聚焦作用;而真实加工成的轴棱锥更贴近双曲线顶点模型,这时衍射光束因为干涉效应产生强烈振荡,形成畸变无衍射光束。理论推导了不同顶点加工轴棱锥的衍射光场表达式,模拟分析了光束传输变换特性,最后针对双曲线顶点加工的轴棱锥提出通过遮挡中心入射光线消除顶点由不同频率衍射光束叠加造成的干涉效应的改进方案,修正后的光束特性效果理想,对实际加工的轴棱锥应用具有指导意义。

局域空心光束的描述

分析几何光学理论、干涉理论和衍射理论对局域空心光束传输特性的描述.对由轴棱锥-透镜系统产生的局域空心光束的描述进行对比分析,并给出相关的实验.几何光学属于近轴近似下的光学,与实际情况有所差异.干涉理论的分析方法比几何光学方法精确,能够数值计算出聚焦透镜置于最大准直距离之外及在聚焦透镜焦平面以后的光束行为,得到与几何光学分析所得出的,当z0<f<zmax将产生中空光束的不同结论.衍射理论分析法清晰展示局域空心光束及无衍射光束重建的特性.

共焦非稳腔中ps激光的内腔倍频

考虑倍频晶体相位匹配接收角（Ａｎｇｕｌａｒａｃｃｅｐｔａｎｃｅ）对倍频转换效率的影响，设计了正支（ｐ支）共焦非稳腔Ｎｄ∶ＹＡＰ锁模激光器平行光通过晶体实现完全相位匹配以ＢＢＯ和ＫＴＰ作为腔内倍频元件，分别获得８０６％和６０２％的高效倍频转换。

增大调Q激光输出的理论和实验研究

利用LiF∶F-2 色心晶体作为可饱和吸收体 ,在带抗共振环 (ARR ,Anti Resonant Ring)的YAG激光器中进行调Q实验 .当LiF晶体置于ARR中心处 ,激光腔为凸 ARR非稳腔 .而当LiF置于凸面全反镜前 ,激光腔等效为一个普通的平 凸非稳腔 .由调Q速率方程出发 ,理论和实验证明 ,在相同的实验条件下 ,凸 ARR腔的激光输出能量大大高于普通的平 凸非稳腔的输出能量 .利用多种泵浦能量进行系列实验 ,验证了结论的可靠性 .

不同腔型Cr^(4+)∶YAG被动调Q激光器

以新型可饱和吸收体 Cr4 +∶ YAG晶体作为调 Q开关 ,在平 -凸非稳腔和平 -平介稳腔中实现被动调 Q运转 .分别获得能量为 70 .5m J和 2 9.7m J,脉宽为 2 3ns和 2 0 ns,能量起伏为 1.9%和 3.8%的调 Q单脉冲输出 .实验结果表明 ,非稳腔有利于输出能量和稳定性的提高 ,理论分析和实验结果相符 .

抗共振环稳定被动调Q激光的作用

本文从理论出发 ,分析抗共振环 (Anti- Resonant Ring- ARR)稳定调 Q激光脉冲的作用 .将新型调 Q晶体 Cr4 +∶YAG置于 ARR中心 ,在平 - ARR介稳腔中获得能量起伏 0 .3 4 %的高稳调

三种非线性晶体对锁模激光的倍频

采用对撞脉冲锁模（ＣＰＭ）、凸－抗共振环（ＡＲＲ）非稳腔Ｎｄ∶ＹＡＧ脉冲激光器为基波光源，其输出参数为波长１．０６μｍ，脉宽１０ｐｓ，能量２０ｍＪ，能量起伏１．２％．对ＫＴＰ，ＬＢＯ和ＢＢＯ这３种非线性晶体进行外腔倍频实验，可分别获得４３．８０％，３３．８７％和２６．７４％的倍频能量转换，实验结果和理论分析一致．

BBO晶体相位匹配允许角对倍频效率的影响

根据实验参数，理论计算了ＢＢＯ晶体相位匹配允许角Δθ，其值为毫弧度量级．因此，发散角为毫弧度的激光束通过ＢＢＯ晶体会引起一定的相位失配，降低了倍频转换效率．为此设计了共焦非稳腔ＮｄＹＡＰ锁摸激光器，近似理想的平面波在ＢＢＯ晶体中实现完全相位匹配，获得了８１％的高效倍频能量转换效率．

KTP和BBO晶体对1．06μm皮秒光脉冲的倍频效率

用５ｍｍ的ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）和ＢＢＯ（β－ＢａＢ２Ｏ４）非线性晶体，对皮秒的ＣＰＭ，Ｎｄ∶ＹＡＧ脉冲激光的腔外倍频效应进行研究，获得倍频能量转换效率分别为４２％和３２％，证明ＫＴＰ倍频效率高于ＢＢＯ，结果与理论分析相符．

BBO晶体对皮秒YAP和YAG激光的腔内倍频

以ＢＢＯ（β－ＢａＢ２Ｏ４）晶体作为腔内倍频元件。研究带抗共振环对撞脉冲锁模Ｎｄ∶ＹＡＰ和Ｎｄ∶ＹＡＧ激光器的腔内培频效应．在两种激光器中分别获得基波脉宽为８ｐｓ和１０ｐｓ，倍频能量转换效率为７０．０％和６３．６％．理论分析和实验结果相吻合．

抗共振环提高调Q激光能量

在带抗共振环 (ARR)的非稳腔 Nd∶ YAG激光器中 ,将调 Q材料 Cr4+ ∶ YAG晶体和L i F∶ F2 色心晶体置于 ARR中心 ,获得调 Q单脉冲能量分别为 86 .1m J和 85 .3m J.这一输出能量远大于相同实验条件下传统的平 -凸非稳腔激光器 ,理论分析很好地解释了实验结果 .

皮秒激光中KTP晶体灰迹对二次谐波转换效率的影响

高功率激光在KTP晶体中引起的“灰迹”(gray -tracking)现象 ,影响了二次谐波转换效率的进一步提高。本文利用凸 -ARR非稳腔产生的皮秒光脉冲比较和研究了KTP和BBO晶体的倍频转换效率 ,分析KTP灰迹形成对转换效率的影响。腔外倍频实验中 ,分别获得 43 .8%和 3 2 %的转变效率 ;当采用腔内倍频方式 ,其转换效率分别为 5 3 .4%和 70 %。结果指出 :在较低的激光功率下 (小于KTP灰迹产生阈值 )KTP的转换效率高于BBO晶体 ;而在高功率密度情况下 ,由于KTP灰迹的产生 ,使它的倍频转换效率低于BBO晶体。

倍频转换中 β-BaB_2O_4 相位匹配允许角 Δθ 的考虑

倍频转换中β－ＢａＢ２Ｏ４相位匹配允许角Δθ的考虑吴逢铁张文珍（国立华侨大学物理系泉州３６２０１１）由倍频转换效率公式可知，为了获得高效倍频转换，除了提高泵浦光功率密度和寻求大的有效非线性系数的晶体外，满足相位匹配Δｋ＝０是非常重要的。但在实际中，由...

二甲亚砜溶液中的瞬态受激喇曼散射

实验研究了二甲亚砜溶液中微微秒瞬态受激喇曼散射。结果表明前向散射能量转换效率远大于后向散射；在泵浦功率超阈值不太高的情况下，强聚焦更有利后向散射光的输出。理论分析和实验结果相符。

对撞增强腔和LiF晶体实现稳定的被动锁模

理论分析LiF:F^-_2色心晶体的能级结构,计算其激发态吸收的饱和光强,指出基态恢复时间为纳秒量级的LiF实现被动锁模的可能性．利用对撞增强腔Nd:YAG激光器实现LiF晶体的锁模激光输出,获得平均能量为11．8mJ,稳定性大于98％的锁模单脉冲序列．

高效转换的大功率皮秒脉冲激光器

本文描述我们设计的带抗共振环 (ARR)的对撞脉冲锁模 (CPM )非稳腔Nd :YAP和Nd :YAG激光器 ,该激光腔结合了CPM腔脉宽窄、工作稳定和非稳腔输出能量高的特点 ,是一理想的高功率激光器 同时选择了KTP、BBO和LBO等优良非线性晶体作为腔内倍频元件 ,实现高效倍频转换 获得× 1 0mJ和 5GW /cm2 的高能量和高功率绿光皮秒脉冲输出 ,倍频转换效率高达 ( 50～ 70 ) %

CPM,Nd:YAG激光器脉宽计算公式的探讨

首次将Kumhlke脉宽计算公式应用于CPM,Nd:YAG激光器并对公式进行讨论,代入实验数据由计算机处理作出归一脉宽同小信号增益间的关系曲线,并同CPM染料激光器进行比较,最后提出脉宽公式应用于CPM,Nd:YAG激光器中的修正。

由内腔倍频直接获取高功率皮秒准单脉冲

描述采用ＢＢＯ（β－ＢａＢ２Ｏ４）非线性晶体，在被动锁模共焦非稳腔Ｎｄ∶ＹＡＰ脉冲激光器中实现高效腔内倍频，倍频能量转换效率为８０％．不需任何激光放大器和单脉冲选择器，首次在全被动锁模激光器中直接产生０．５４μｍ的高功率皮秒准单脉冲．准单脉冲能量大于２０ｍＪ，脉宽为十几个皮秒．同时，腔内倍频技术稳定了二次谐波输出，最大能量起伏由基波的１２．４％下降到倍频光的８．３％．