带温度补偿的改进型注塑机锁模力传感器设计与实现

目前国内外注塑机行业所使用的实时在线锁模力传感器均为双侧半桥模式,且大部分不带哥林柱温度补偿功能,因此在精度、分辨率等性能上还有较大的提升空间。设计了一款双侧全桥并带哥林柱温度补偿的改进型注塑机锁模力传感器,并进行了上机验证。单个锁模力传感器主要由两片受力敏感片和两片不受力温度补偿片组成,每根哥林柱的两侧各使用一个传感器,组成双侧类全桥电路进行锁模力检测。实验结果表明,与目前行业普遍采用的双侧半桥模式锁模力传感器相比,本改进型传感器在不同锁模力载荷下,精度更高,线性度更好;四个通道的拟合决定系数R2均在0.9997以上,最大绝对误差为25 kN,最大相对误差为3.753%,最大锁模力重复性精度为2.430%。

自锁模钛宝石激光器突破10飞秒

As short as 8.5 fs pulses have been generated from a home made self-start self-mode-locking Ti: sap-phire laser. With higher Ti dopped, shorter laser rod, lower third order group velocity dispersion prism pair, and larger gain modulation operation condition, the laser possesses the potential of generating sub-10 femtosecond.

1064nm超短激光脉冲的锁模获取与特性分析

为了获得1064 nm皮秒级的超短激光脉冲,探究其波形和功率特征以及泵浦功率和腔长对锁模特性的影响,使用SESAM(半导体可饱和吸收镜)设计相应的W型折叠腔实验系统进行分析,获得了重复频率为92.25 MHz的稳定锁模脉冲。实验结果表明,在腔长不变时,若泵浦功率过低,则锁模不会启动,若泵浦功率过高,则会观察到调Q不稳定及多脉冲现象,且在产生锁模效应的泵浦功率范围内,锁模脉冲的平均功率大小和泵浦功率大小是呈正相关的;在泵浦功率大小一定时,锁模脉冲的波形对折叠腔腔长的变化极为敏感,不足1 mm的腔长变化都会使波形出现较大的抖动,只有在一个极小的范围内才会出现稳定的梳状波。

异步双波长脉冲锁模动力学特性

设计了基于双峰滤波的掺铒全光纤激光模型,开展了异步双波长脉冲锁模动力学特性的数值模拟研究。以同一噪声作为初始条件,分别将增益光纤饱和能量设置为15、40、55 pJ,模拟结果表明:噪声最终分别演化成为单波长脉冲锁模、异步双波长脉冲锁模、孤子分子形式的异步双波长脉冲锁模,其中异步双波长脉冲生成的演化过程经历噪声脉冲、多脉冲锁模与增益竞争、稳定的异步双波长脉冲锁模3个阶段;增益光纤饱和能量的大小直接决定脉冲在增益竞争中的演化方向。脉冲碰撞过程中互相位调制作用引起的脉冲频率移动,导致时域脉冲时间抖动。

“9”字腔锁模的1.5µm高重频飞秒光纤激光器

高重频飞秒激光在医疗、成像、微波产生、微纳加工等领域有着重要应用。随着技术的发展,人们对1.5µm飞秒激光器的重复频率、光谱、脉宽、稳定性等也提出了更高的要求。为了得到高重复频率、宽光谱、窄脉冲、高稳定性的1.5µm飞秒光纤激光器,设计了一种基于“9”字腔锁模的1560 nm高重频飞秒光纤激光器,利用Semi-wdm和自主设计的双波片架等机械器件,搭建并实现347.4 MHz高重复频率脉冲序列输出,在2100 mA 980 nm泵浦下实现锁模自启动。锁模激光中心波长为1560 nm,光谱半高全宽度最宽为42 nm,激光脉宽最窄可以到58 fs,功率最高可到96.4 mW,单脉冲能量大于0.277 nJ。在光斑分析仪上测到,激光光斑圆度整体优于90%,具有优良的光束质量。输出的脉冲激光,偏振消光比大于25 dB。经测试,激光器具有良好的锁模自启动特性和稳定性,为以后在激光医疗、光学频率梳、成像等应用提供了可能。

高重复频率被动谐波锁模光纤激光器研究进展

被动谐波锁模(HML)技术作为一种快速提高光纤激光器输出脉冲重复频率的有效方法,显著提升了光纤激光器的输出脉冲重复频率。该技术通过在激光器内部集成参数可调的可饱和吸收体,实现了高阶谐波输出,从而大幅提高了脉冲重复频率。综述了目前被动HML光纤激光器中常用的几类可饱和吸收体,详细阐述了它们的技术原理及优势,并分析了国内外该领域的最新技术进展。最后,指出了被动谐波锁模光纤激光器的未来发展趋势。

安装扭矩对抱箍式锁模力仪测试结果影响的研究

注塑机锁模力监测系统主要用于在三板式注塑机中对锁模力的实时监测,以控制产品质量和防止设备的损坏。其中抱箍安装方式的锁模力实时监测仪由于价格低,安装可靠性高等特点,被广泛采用。在实际使用中,抱箍式注塑机锁模力传感器信号的准确度,在一定范围内与所施加的抱紧力(安装扭矩)有一定相关性,对后期维护会有较大影响。对抱箍式传感器在使用中的受力情况进行了分析,根据硅胶需要满足和格林柱之间无滑移的测试条件,分析了硅胶上的拉伸摩擦力以及正压力必须满足的条件,并根据传感器头的安装结构,推导了满足硅胶受力条件时,抱箍收紧时所需的理论最小扭矩公式,最后基于自行研发的抱箍式注塑机锁模力监测仪,进行了实验。实验结果表明,在扭矩较小时(100%理论最小扭矩),抱紧力的大小对测试结果影响很大;当抱紧力达到一定阶段后(150%最小理论扭矩),测试结果趋于稳定;当抱紧力达到一定值后(≥200%最小扭矩),测试结果的精度基本不再变化。

激光器的APM锁模技术

APM(additive pulse mode locking)是近几年发展起来的一种新型锁模技术。它是在原激光器主腔基础上加上一含有非线性介质的辅助腔,使主腔脉冲通过辅助腔中的非线性介质产生适当的附加的非线性相位移动后又反馈到主腔与原脉冲相干叠加而获得脉冲压缩的。这种技术起初是用来作为改善原锁模激光器锁模性能的一种手段。它能将原锁模脉冲的脉宽压缩一至二个量级。后来竟发展为一种独立的锁模机制。

基于锁模光学频率梳的高速数据传输

大数据时代网络数据流量的爆炸式增长给通信系统的容量和数据传输速率带来极大的挑战.本文基于锁模光学频率梳的宽光谱范围和高相位相干性提出了一种高频正交幅度调制信号生成方法,通过电光调制器对光学频率梳进行幅度相位整形并下变频至射频域,生成携带编码信息的高速、高阶、低相位噪声的调制信号,再结合锁模光学频率梳窄线宽、多波长的特性,仅使用单个激光器即可实现基于波分复用技术的大规模并行高速通信.仿真验证了该方案的可行性,随后在100 m的自由空间光链路中使用光子微波信号进行16元正交幅度调制通信实验,实现了误码率低于10^(–6)的14 Gbit/s数据传输.

光纤激光器锁模技术研究进展

锁模光纤激光器能够产生超短脉冲,在众多领域中有着广泛的应用前景。概述了光纤激光器锁模实现技术的基本原理、典型结构和最新研究进展,分析了主动锁模、被动锁模和混合锁模技术的优缺点,并对多波长锁模、拉伸脉冲锁模和基于光子晶体的锁模光纤激光器的最新研究情况进行了介绍和分析。展望了锁模光纤激光器研究的发展方向和急需解决的问题。

锁模光纤激光器的研究进展

锁模光纤激光器因其紧凑小巧、成本低和光束质量好等优点,近年来获得了快速发展。根据锁模原理可将锁模光纤激光器分为三类:主动锁模光纤激光器、被动锁模光纤激光器、主被动混合锁模光纤激光器。本文对各类锁模光纤激光器的关键技术和研究进展作了较为详细的介绍,并展望了其应用前景。

基于增益光纤长度优化的双波长运转掺铒光纤锁模激光器

构建了可自启动的双波长运转掺铒光纤锁模激光器.通过优化增益光纤长度,利用掺铒光纤在1530nm附近的再吸收效应调节激光器的增益谱,使激光器在1530nm和1560nm附近具有相同的增益强度.实验中采用31cm掺铒光纤作为增益光纤,以透射式半导体可饱和吸收体作为锁模器件,实现了自启动双波长锁模运转.激光器锁模输出重复频率为58.01MHz,信噪比为58.2dB,最高输出功率为4.8mW.锁模输出的光谱在1532.4nm和1552.3nm处具有两个强度接近的谱峰,谱峰间距约为20nm.该激光器无需手动调节即可实现双波长运转,更便于实际使用.

低重复频率被动锁模半导体碟片激光器

锁模半导体碟片激光器(semiconductor disk laser,SDL)兼具输出功率高与光束质量好的优点,但半导体增益介质ns量级很短的载流子寿命限制了锁模脉冲重复频率的降低,因而在一定程度上限制了锁模脉冲峰值功率的提高.本工作中增益芯片内较浅的量子阱所对应的载流子寿命相对较长,结合特殊设计的较小饱和通量的半导体可饱和吸收镜(semiconductor saturable absorption mirror,SESAM),获得了低重复频率、高峰值功率的被动锁模SDL.当温度为12℃时,利用六镜谐振腔产生的被动锁模激光脉冲重复频率低至78 MHz,为迄今为止在SESAM锁模SDL中所获得的最低重复频率.锁模SDL的平均输出功率为2.1 W,脉冲宽度为2.08 ps,对应的脉冲的峰值功率12.8 kW,为已有报道最高值的近2倍.

主动锁模激光器脉冲的瞬态形成

本文通过建立一合理的锁模模型，采用数值算法模拟了Ｎｄ：ＹＡＧ主动锁模激光器脉冲的瞬态形成。发现初始的自发辐射，在腔内必须往返１０￣５～１０￣６次（对应时间为１ｍｓ左右），才进入稳定的锁模状态。实验中，我们采用一简单的方法测出了锁模脉冲的这一稳态建立时间，而且与理论计算结果基本相符。

同带泵浦的Tm:CYA调Q锁模激光器

以半导体可饱和吸收镜SESAM作为锁模启动元件,利用同带泵浦技术首次在Tm:CaYALO_(4)(Tm:CYA)激光器实现了被动调Q锁模运转。光路采用X型四镜腔结构,泵浦源采用Er:Y_(3)Al_(5)O_(12)(Er:YAG)固体激光器,其中心波长为1650 nm。分别采用0.5%、1.5%、3%和5%透过率的输出耦合镜,对激光器连续光输出和锁模输出特性进行研究。结果表明:当采用5%透过率的输出耦合镜时,激光器的输出特性最好;当激光器在连续光运转情况下,得到了894 mW的最高功率和16%的最大斜效率输出;将连续光功率优化至最高,在光路中加入SESAM锁模元件后,当吸收泵浦功率大于1.86 W时,激光运转进入不稳定的调Q状态;当吸收泵浦功率提高到5.7 W时,实现了稳定的被动调Q锁模运转;吸收泵浦功率达到6.99 W时,采用5%透过率的输出耦合镜,获得了最高输出功率为399 mW的锁模脉冲激光;此时调Q包络下重复频率为98.11 MHz,脉冲宽度为619.4 ps,对应的最大单脉冲能量为4.07 nJ,调Q包络中锁模脉冲调制深度接近100%。实验结果证明,同带泵浦技术可以用于激光器以产生调Q锁模脉冲,为超短脉冲激光的产生提供了一种新的泵浦方式。

可调谐脉宽的全固态自锁模突发脉冲激光器

针对目前脉冲激光器产生突发脉冲功率低、装置复杂等问题,设计一种可调谐脉宽的全固态自锁模突发脉冲激光器,理论分析了腔内法布里-珀罗(F-P)结构的自锁模激光器的突发脉冲产生机理,建立了自锁模突发脉冲激光器的理论模型。实验结果表明:随着激光晶体长度的增加,突发脉冲的脉宽变宽;当激光晶体长度为5 mm、泵浦光功率为5.5 W时,获得了光束质量因子为1.42的突发脉冲,突发脉冲的重复频率为13.64 GHz,最大平均输出功率0.78 W,对应的斜效率和光光转化率分别为9.57%和8.73%。

可调谐腔长的Nd:YVO_(4)自锁模激光器

针对自锁模激光器中标准具效应影响激光输出性能的问题,设计了一种可调谐腔长的Nd:YVO_(4)自锁模激光器。利用单端镀膜的晶体构成腔内标准具,对激光进行选模。理论上分析了不同腔长下光谱的模式分布与其对应的时序图,实验验证了Nd:YVO_(4)晶体的荧光谱温度特性,并分别分析了其激光光谱特性、锁模脉冲序列的时间轨迹以及频谱分布。理论与仿真结果表明:当标准具的厚度与谐振腔长的光学长度之比为b/q的简分数时,纵向模式间距可被修改为原来的q倍,并输出q次谐波锁模激光;当腔长为12.2 mm,调整标准具厚度与谐振腔长的光学长度之比为3/5时,获得了41.4 GHz的高重复频率脉冲激光输出;当垂直方向半管为6 578 m W时,平均输出功率超过2.0 W,对应的斜效率和光对光转化率分别为31.2%和30.7%。

1.74μm大应变InGaAs/InGaAsP半导体锁模激光器

针对光频梳、医学光声成像及痕量气体探测等应用需要,研制了一种InP基碰撞锁模半导体激光器,可在1.74μm波段实现重复频率为19.3GHz的高效锁模,其射频(RF)谱半高全宽(FWHM)约14kHz。在可饱和吸收区未加偏压时,激光器的阈值电流为83mA,最大出光功率可达到25.83mW。固定吸收区偏置电压在-1.6V,增益区驱动电流高于130mA时,锁模激光器开始输出微波射频信号,并且RF谱的FWHM随着电流增加可下降至十几kHz。固定驱动电流为520mA,在吸收区偏置电压从-1.4V降至-2V过程中,激光发射光谱逐渐展宽,在-2V偏压下,光谱的FWHM为9.88nm,包含40多个间隔为0.2nm的纵模。对比分析了不同驱动电流和偏置电压下的射频频谱和发射光谱的变化趋势,证明了该锁模器件具有高效、稳定的锁模机制。

主动锁模掺铒光纤环激光器的原理和稳定性研究

在阐述主动锁模掺铒光纤环激光器的锁模原理与锁模脉冲生成机制的基础上,进一步论述了阻碍主动锁模掺铒光纤环激光器实用化的两种稳定性问题,并提出了一些相应的解决方案。

基于声光锁模全固态660 nm激光器

脉冲宽度为皮秒的红光激光器,具有脉冲宽度窄,峰值功率高的优点,使其在工业、医疗、科研和信息存储等方面具有广泛的应用。本文采用声光锁模(AOML)的方式设计了一款具有窄线宽、高转换效率,输出波长为660 nm的全固态皮秒激光器。该激光器采用半导体侧面泵浦的方式,通过优化谐振腔型,并使用两块LiB3O5(LBO)晶体进行腔外倍频,最终获得最大输出功率为8.6 W的660 nm激光输出。激光器采用脉冲侧面泵浦的模式,获得的锁模脉冲频率为100 MHz,脉冲宽度为887 ps。1319 nm至660 nm激光的倍频转换效率可达41%。