高光束质量窄脉宽激光器

最大测程作为评估测距性能的综合性指标,成为影响武器系统作战效能的重要因素。为了研制满足作战效能的远程激光测距系统的高光束质量窄脉冲宽度种子源,采用将传统高重频电光调Q磷酸钛氧铷晶体应用于低重频调Q的方法,实现了重复频率25Hz、脉冲宽度1.8ns、单脉冲能量1.5mJ的输出,光束质量M2<1.3。结果表明,该研究为远程激光测距系统所需窄脉冲宽度1ns^3ns、大脉冲能量200mJ、高光束质量的1064nm无水冷全固态激光源提供了合格的种子源。这一结果对高光束质量窄脉冲宽度的激光器的设计是有帮助的。

光子晶体光纤色散特性的数值分析

光子晶体光纤日益成为目前研究的热点,但一般只局限于理论上的定性分析,没有进行准确的定量计算。应用平面波法和整胞方法对二维光子晶体光纤进行了全数值模拟,计算了有效折射率、V参数以及波导色散特性。研究了上述参数与光子晶体光纤的结构参量孔距a,相对孔径f等于D/a的关系。显示出光子晶体光纤的无限单模性质和可控色散特性。

二极管端面抽运千赫兹激光器

大功率千赫兹激光器作为雷达系统的核心部分之一,在大气科学的研究中显得极为重要。实现大功率千赫兹激光器的可行方式之一是采用主振荡功率放大器。为了获得窄脉宽、高光束质量的千赫兹主振荡器,采用二极管端面抽运的千赫兹电光调Q Nd∶YAG激光器的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了重复频率1kHz、脉冲宽度5ns、单脉冲能量2.7mJ的1064nm激光输出,光光转换效率40%、光束质量M2=1.2。结果表明,该研究为1kHz,500W,10ns绿光主振荡功率放大器提供了合格的种子源。

高功率高光束质量带内泵浦皮秒放大激光系统

利用片状Nd:YVO4晶体为增益介质,研究了部分端面泵浦板条带内泵浦皮秒放大激光系统。发展了部分端面泵浦板条放大器的模式匹配方式,充分结合了带内泵浦和部分端面泵浦板条放大器二者的优势,最终实现了平均功率60.7W、脉冲宽度16.8ps、重复频率20MHz的皮秒激光放大输出,光-光转换效率达到25.3%,当放大输出功率50 W时,光束质量因子(M2)为1.55。

二极管侧面泵浦10 kHz皮秒激光再生放大器

采用LD侧面泵浦腔,对SESAM锁模皮秒脉冲进行再生放大,在10 kHz重复频率下,获得了5.5 W(单脉冲能量0.55 mJ)的皮秒激光输出,光束质量M2<2.9。之后又采用KTP晶体进行倍频,获得了2.25 W皮秒绿光输出。

短相干长度全固态多纵模绿光激光器的研究

本文从理论上分析了多纵模激光器的相干长度随光程差的改变而呈现周期性的特点,利用计算机对激光器多纵模输出时的相干特性进行模拟,分析了相干长度与纵模数之间的关系,并且通过实验进行了验证,理论分析与实验结果一致。采用拉长谐振腔腔长的方法得到了短相干长度的全固态绿光激光器。

半导体泵浦全固态紫外激光器

报道了LD泵浦Nd:YAG,经过KTP和LBO晶体中的倍频、和频,产生355nm紫外激光的全固态调Q激光器。当泵浦功率为100W,脉冲频率5kHz时,产生的1064nm基频光功率为20W,绿光功率为5.62W,输出450mW的紫外激光脉冲,转换效率为8%。

大功率单管LD泵浦Nd:GdVO_4/LBO红光激光器

研究了一种大功率单管LD(激光二极管)泵浦晶体、I类临界相位匹配LBO腔内倍频、高效紧凑结构的全固态红光激光器．利用自行设计的高耦合效率、小聚焦光斑的自聚焦透镜耦合LD,当泵浦功率为4W、倍频红光671nm、基模输出280mW时,光一光转换效率达到7%．

基于单晶光纤的固体激光器研究进展

单晶光纤激光器在激光医疗、激光成像、光电对抗以及人眼安全测照等领域具有重大的应用价值,近年来成为新型固体激光源研究的热点。文章介绍了单晶光纤的制备方法,分析了单晶光纤激光器的工作原理,着重阐述了连续单晶光纤激光器、调Q单晶光纤激光器及种子注入单晶光纤激光放大器的技术方案和最新研究进展,讨论了单晶光纤激光器的优点和劣势,并对单晶光纤激光器的进一步发展进行了展望。

高光束质量弹载激光主动成像激光器研制

弹载激光主动成像制导技术是现代战争中最重要的精确制导技术之一。其中,弹载激光主动成像激光器的研制,是当前研究的热点和难点。报道了高光束质量弹载1 064 nm激光器,用于激光主动成像。采用二极管端面带内泵浦Nd:YAG晶体,光机电一体化设计,在重复频率100 Hz时,输出激光脉冲宽度为3.005 ns,最大输出单脉冲能量3.36 m J,输出激光光谱宽度78 pm。带内泵浦和谐振腔的优化设计,保证了良好的光束质量,光束质量因子M2在X方向为1.327,Y方向为1.354。成像结果表明:该激光器的成功研制,对高光束质量一体化固体激光器的参数设计和弹载激光器在激光主动成像中的工程应用都具有一定的指导意义。

大能量多波段皮秒激光技术研究

针对大能量多波段皮秒激光器的技术要求,提出了采用新型无独立单选模块再生放大技术,研究和分析了高功率密度下大能量激光放大系统的抗激光损伤技术、高效倍频、和频及四倍频技术。在重复频率10 Hz时,实现1064μnm输出单脉冲能量239.8 mJ,放大倍数达到108倍,峰值功率密度为40 GW/cm2以上。

非稳腔大功率绿光激光器的研究

为了提高激光的光束质量和提供准直的平行光束,为抽运钛宝石提供优良的大功率的绿光抽运源,对激光二极管侧面抽运Nd∶YAG声光调Q腔内倍频固体激光器进行了研究。实验中采用凸平直线非稳腔,将凸面镜和增益介质热透镜效应等效为望远镜系统进行分析。由实验可知,凸平非稳腔具有较大模体积、良好的稳定性等优点;利用二类相位匹配的磷酸钛氧钾晶体进行腔内倍频,当抽运功率为200W时,获得脉宽109ns、重复频率9.3kHz、发散角小于2mrad的42W绿光输出,光光转换效率达到21%,24h长时间的工作,不稳定性小于2%。结果表明,利用非稳腔腔型,在侧面抽运的模块中可以实现高效的大功率绿光输出。

基于PS21564模块的交流变频调速控制系统设计

PS21564模块为集驱动电路、短路、欠压、过热等保护电路于一体的,第五代低功耗智能型功率模块(IPM)。变频调速系统以IPM为功率电路的核心,DSP为控制电路的主要部件,采用空间矢量控制算法,实现了磁链与转矩的解耦控制。充分利用DSP丰富的外设和强大的运算能力,实时地完成了坐标变换、电流闭环和速度闭环的控制。介绍了与上位机通信的硬件设计和相应的程序代码,实验结果表明,该交流变频调速控制系统的静、动态性能可与直流调速系统相媲美。

短相干长度长腔长全固态激光器

分析了激光器的相干长度与谐振腔腔长的关系,研究了全固态Nd:YVO4/KTP激光器,在谐振腔腔长超过1m时绿光的输出。在谐振腔内加入热补偿透镜对热效应进行了补偿,实现了长腔激光器的稳定运转。在腔长L=1350mm,泵浦功率为3W时,获得了输出功率为110mW的绿光,发散角为0.7mrad,稳定性小于2%。

双支路电光Q开关高重频激光器研究

报道了一种采用LD侧面泵浦、双支路电光Q开关实现热退偏补偿的高重频固体激光器。在重复频率1 kHz时,实现了平均功率6.7 W,脉冲宽度16.7 ns的TEM00模激光输出,对千赫兹高重频、窄脉宽、高光束质量激光器的研发具有一定的参考价值。

PPSLT皮秒中波红外光参量发生器

3~5μm中红外激光在光电对抗领域有着重要的应用前景。如果中红外激光进入皮秒量级，将使其具有更高的峰值功率和作战效能。文中采用1.06μm 皮秒激光器泵浦单周期极化化学计量比钽酸锂晶体（周期为29.5μm）光参量产生器的方案，来获得皮秒中红外激光输出。其中皮秒泵浦源为自制的侧面泵浦结构1.06μm皮秒再生放大器。该激光器在1 kHz重复频率下，输出功率最高为2.02 W，脉冲宽度为13.6 ps。光参量发生器采用温度调谐方式，获得了3.98~3.68μm（晶体从40~200℃）皮秒中波红外可调谐激光输出。在最高泵浦功率泵浦，晶体温度为120℃时，获得最大中红外激光输出（闲频光）190 mW，光光转换效率达9.4%，充分验证了采用OPG的方式获得瓦级皮秒中红外激光输出的可行性。

10 kHz窄脉宽窄线宽固体激光器技术

本文报道了一种体光栅作为输出镜的窄脉宽、窄线宽、高峰值功率、高光束质量的主动调Q固体激光器,具有体积小、结构紧凑和环境适应性强等优点。采用LD端面泵浦,体光栅耦合输出、紧凑型电光调Q谐振腔技术。在工作频率为10 kHz时,获得了脉冲宽度为1 ns,脉冲能量117μJ,光束质量为M_x^2=1.756,M_y^2=1.773,在室温25℃时,中心波长1064.444 nm,线宽(半高宽)与中心波长漂移量36 pm的激光输出。

10kHz腔倒空锁模皮秒激光器研究

将半导体可饱和吸收体(SESAM)锁模技术与腔倒空技术结合,采用半导体端面抽运方式实现了具有高重复频率、大单脉冲能量的皮秒激光器的运转。从理论上分析了腔倒空锁模输出的机理,建立起腔倒空锁模激光器运行的物理图像,并对影响激光器倒空率的一些因素进行了研究。实验上,实现端面抽运Nd∶YVO4晶体的SESAM连续锁模后,在锁模腔内插入BBO电光调制晶体,获得10 kHz腔倒空皮秒锁模脉冲输出。当抽运光功率为14.1 W时,输出锁模脉冲的单脉冲能量为6.5μJ,脉冲宽度为10.4 ps。

20MHz紧凑型高功率被动锁模Nd:YVO_4激光器

报道了谐振腔长达7.5m的紧凑型被动锁模激光器,通过谐振腔的折叠设计,整个激光器被压缩为55cm长,15cm宽。采用二极管端面抽运Nd:YVO4晶体,经半导体可饱和吸收镜被动锁模后激光再一次通过增益晶体放大后输出。在重复频率为20MHz时,输出激光脉冲宽度为14.2ps,最大输出功率6.14W,输出激光为1064nm的基横模(TEM00);单脉冲能量达0.3μJ。较长的谐振腔保证了良好的光束质量,光束质量因子M2在X方向为1.17,Y方向为1.06,功率不稳定性为0.5%。

楔角Nd∶YVO_4晶体电光调Q激光器性能研究

通过对自然双折射晶体Nd∶YVO4偏振特性的研究,采用带有楔角的Nd∶YVO4晶体进行电光调Q,腔内可以不加入偏振片,这种设计有简化腔内元件、缩短腔长和降低损耗的优点,可得到更高的功率和更窄的激光脉冲宽度。实验使用尺寸3 mm×3 mm×5 mm,10°楔角的Nd∶YVO4晶体,用La3Ga5SiO14晶体作为退压式调Q元件,在1 kHz重复频率下,获得平均输出功率2.2 W,脉冲宽度6.3 ns,光-光转换效率39.2%,峰值功率超过300 kW的激光输出。