高功率连续波单频589 nm金刚石钠导星激光器研究(特邀)

面向天文观测等领域对高功率单频589 nm钠导星激光器的应用需求,通过金刚石拉曼谐振及腔内倍频技术结合1018 nm掺镱光纤激光技术,实现了最高功率16.5 W的连续波单频589 nm钠导星激光器研制。建立外腔拉曼振荡及腔内倍频理论,详细分析谐振腔输出耦合率和倍频晶体相位匹配条件对输出激光功率的影响。激光光谱宽度为16 MHz,光束质量因子为1.05,光光转化效率为20%。

新型高双折射光子晶体光纤特性分析

将单模光子晶体光纤的空气孔设计成椭圆形增加其结构的不对称性,可以破坏模式中两偏振态的简并,达到实现双折射特性的目的.据此,提出了一种新型的高双折射光子晶体光纤.该模型通过在纤芯引入两个小空气孔以及将包层的第一环和中间一行变为椭圆空气孔来造成光纤模式的不对称性,获得了高双折射特性.之后对该结构的色散特性及模场面积等特性进行了数值模拟,并且讨论了外包层空气孔的几何参数改变对于该模型色散特性的影响.采用全矢量平面波展开法,并且以完美匹配层作为边界条件对该结构光子晶体光纤的上述特性进行分析.结果表明,该结构光子晶体光纤可以在较宽的波长范围内产生10-3量级的模式双折射,并且从1 100～1 800nm范围内具有平坦色散特性,同时具有小模场面积特性.为基于超平坦色散、高双折射和高非线性光子晶体光纤的光纤器件的制作和应用提供理论基础.

金刚石拉曼钠导星激光器技术研究进展

基于钠层的589 nm激光导引星技术,结合地基光学望远镜自适应光学系统,可以有效补偿大气扰动造成的光信号波前畸变,在天文观测、星地激光通信、空间碎片跟踪等诸多领域有着重要的应用前景。介绍了一种新型的589 nm钠导星激光器技术:金刚石拉曼钠导星激光器。金刚石晶体超高的热导率和无空间烧孔效应的增益特性是提高激光输出功率和实现单纵模运转的关键,目前已获得22 W的连续波单频钠导星激光器输出。金刚石拉曼激光器技术提供了一种实现高功率钠激光输出的高效方案,并为高功率微秒脉冲、高重频脉冲、频率啁啾等新型钠导星激光器系统提供了新的思路。

高功率金刚石激光技术研究进展(特邀)

金刚石拥有已知材料中最高的热导率、低的热膨胀系数、高度的化学惰性及优异的光学性能,使其能够在机械、光学和材料学等领域满足诸多极端条件的应用需求。近年来随着化学气相沉积制备工艺的提高,使得人造金刚石的光学品质得到快速提升,光学级的金刚石晶体因此也以其优异的拉曼和布里渊特性表现出优异的功率提升、相干性增强以及频率转换能力,并推动金刚石激光器在极大程度上克服了基于传统工作物质的粒子数反转激光器存在的热效应、以及波长和输出功率难以兼顾的难题。文中总结了高功率金刚石激光技术的研究进展,并对金刚石激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。

基于金刚石拉曼转换的光束亮度增强研究进展

具有不同波长的高亮度激光在国防、工业、生命科学等诸多领域发挥着重要作用。但是受限于现有工作物质固有的光谱特性和热物性,传统粒子数反转激光器的波长和输出功率难以兼顾,甚至导致激光在功率提升时光束亮度不升反降。为了克服该难题,近几年人们利用非线性光学技术对光束净化开展了大量研究,即将粒子数反转激光器输出的低光束质量的光束,通过受激拉曼或受激布里渊散射等效应转变为高光束质量激光输出。其中,金刚石晶体以其高拉曼增益系数、极高的热导率和极宽的光谱透过范围等性质,在实现高效率拉曼波长转换的同时展现出优异的光束亮度增强特性,为人们获得高功率、高亮度激光光束提供了新的技术路径。文中对基于金刚石的一阶和级联拉曼转换的光束亮度增强研究进行了综述,并围绕其潜在的应用进行了探讨。

单频连续波金刚石拉曼激光器研究进展(特邀)

受激拉曼散射增益具有无空间烧孔特性,通过简单的腔型设计,拉曼激光器即可实现稳定单纵模运转。同时拉曼激光波长灵活,因此拉曼激光器在特殊波长单频激光领域具有重要技术优势。近年来,随着金刚石合成技术的突破,以金刚石作为增益介质的单纵模、高功率拉曼激光器获得了快速发展。文中简要介绍了拉曼激光器的单纵模运行机制;总结了单纵模金刚石拉曼激光器的研究进展;并对单纵模金刚石拉曼激光器的发展趋势进行了展望。

589 nm激光钠导星技术研究综述(特邀)

高功率、窄线宽589 nm激光可激发海拔约90 km处厚度约10 km的钠层原子并产生后向散射荧光。基于589 nm激光的钠导引星是地基光学望远镜自适应光学系统的理想信标光。介绍了激光与钠原子相互作用的谱线跃迁以及钠导星亮度增强技术,论述了钠导星技术的重要应用以及589 nm激光光源的分类和发展。

依靠科技进步 加快农业发展

浠水县是湖北省一个人口近百万的农业大县。近年来,县委、县政府为了促进农业上新台阶,依靠科技进步,坚持八个“狠抓”,发展“一优两高”农业取得了长足的进展。1994年实现农业总产值(按1990年不变价)8.627亿元,比上年增长13.16％,粮食、棉花、油料、水产品总产和生猪出栏,家禽养殖均创历史最高水平,农民人平纯收入首次突破千元大关,

国产金刚石实现峰值功率MW的拉曼激光输出

金刚石晶体作为自然界最坚硬的物质,不但其化学性质稳定,且具有极宽的光谱透过范围(>0.23μm)、超高的热导率(>2000 W·m^(-1)·K^(-1))和低热膨胀系数(~1.1×10^(-6)K^(-1))等优异的光学性能和热物性。结合金刚石晶体高的拉曼增益系数(~10 cm/GW@1μm)和大的拉曼频移(1332.3 cm^(-1))等突出的非线性光学特性,金刚石晶体在产生高功率特殊波长激光方面具有巨大的优势。

1015～1080nm可调谐保偏光纤耗散孤子锁模激光器

实验研究了基于非线性放大环形镜锁模的全正色散可调谐锁模光纤激光器,激光器采用由主环路和非线性放大环形镜环路构成的"8"字腔全保偏结构。通过调节两环路的抽运功率,在1030nm处获得了脉宽为17.61ps,重复频率为4.133 MHz,平均功率为2.151mW的稳定锁模激光输出。通过调节可调谐滤波器,在控制激光器工作波长的同时滤波形成全正色散耗散孤子,实现了1015~1080nm可调谐稳定锁模激光输出,脉冲宽度变化范围为7.86~17.80ps。

基于级联拉曼激光倍频的10 W黄光光纤激光器

报道了一种结构紧凑、成本低、稳定性高、操作简单,可应用于皮肤病学及医疗美容领域的黄光激光器。该激光器采用高功率保偏掺镱光纤激光器泵浦级联拉曼嵌套腔的结构,通过使用窄带宽的1178 nm光纤布拉格光栅以及优化拉曼增益光纤的长度,获得了高功率窄线宽线偏振1178 nm激光。结合基于周期极化钽酸锂晶体的单通倍频方式,实现了10.19 W连续波589 nm激光的输出,倍频效率为18.12%。此外,研制的工程样机功率峰峰值浮动小于2%。

布里渊激光器功率突破20 W

具有窄线宽的激光器在激光干涉引力波探测(LIGO)、精密激光光谱和微波光子学等领域有着重要的应用,尤其是高功率、低噪声、高光束质量的极窄线宽激光光源已成为前沿科学探索中的有力工具。但是自由振荡的激光器受到工作物质的固有增益线宽、谐振腔的相位噪声、机械振动、温度抖动等环境因素的制约,难以直接获得窄线宽激光输出。基于受激布里渊散射(SBS)效应的布里渊激光器,利用SBS光波场与声波场之间频率和动量固有的相位匹配引起的光谱窄化效应来获取极窄线宽、低噪声激光已经成为了重要的途径。