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Theory of intracavity-frequency-doubled quasi-three-level cw lasers
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作者 王青圃 张行愚 +3 位作者 李平 张少军 王浩 任承 《Science in China(Series F)》 2003年第5期381-389,共9页
The rate equations for the intracavity-frequency-doubled quasi-three-level lasers are developed. By normalizing the related parameters, it is shown that the general solution to the rate equations is dependent upon fou... The rate equations for the intracavity-frequency-doubled quasi-three-level lasers are developed. By normalizing the related parameters, it is shown that the general solution to the rate equations is dependent upon four dimensionless parameters: the normalized reabsorption loss, the pump to laser-mode size ratio, the normalized pump level, and a parameter written as nSHG, which is related to the ability of the nonlinear crystal to convert the fundamental to the second harmonic. By numerically solving these rate equations, a group of general curves are obtained to express the relations between the solution and the four dimensionless parameters. 展开更多
关键词 quasi-three-level lasers intracavity frequency doubling laser diode pumping rate equations.
原文传递
三相三电平逆变器输出电压谐波抑制控制研究 被引量:1
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作者 朱文杰 许赢 +3 位作者 李云飞 曹晓雅 李学武 史朝晖 《电工技术》 2023年第6期130-133,共4页
以二极管箝位型三电平逆变器为研究对象,分析了其工作原理,建立了数学模型,设计了控制策略。针对控制系统工作在低频段出现若干奇数次谐波问题,采用适用于三电平逆变器的准比例谐振控制方法对输出电压谐波进行抑制。通过MATLAB/Simulin... 以二极管箝位型三电平逆变器为研究对象,分析了其工作原理,建立了数学模型,设计了控制策略。针对控制系统工作在低频段出现若干奇数次谐波问题,采用适用于三电平逆变器的准比例谐振控制方法对输出电压谐波进行抑制。通过MATLAB/Simulink仿真分析得出,二极管箝位型三电平并网逆变器系统在准比例谐振控制下拥有高质量的输出电压波形和较好的负载切换动态特性。 展开更多
关键词 三相三电平逆变器 准比例谐振控制 负载突变
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一种新型双向三电平倍流LCL-T谐振直流变换器 被引量:1
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作者 张钟艺 金涛 +2 位作者 肖晓森 戴向阳 吴维鑫 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期96-103,111,共9页
随着蓄能锂电池恒流充电方式的普及,针对双向车载充电机中传统电压源直流变换器不具备自然恒流输出问题,提出一种新型双向三电平倍流LCL-T谐振直流变换器,其由LCL-T谐振结合三电平级联中性点箝位有源桥构成。由于耦合变压器级联的特殊方... 随着蓄能锂电池恒流充电方式的普及,针对双向车载充电机中传统电压源直流变换器不具备自然恒流输出问题,提出一种新型双向三电平倍流LCL-T谐振直流变换器,其由LCL-T谐振结合三电平级联中性点箝位有源桥构成。由于耦合变压器级联的特殊方式,有源桥各子桥臂可独立或并行工作,据此可设计不同的调制方式控制谐振腔输入电压,建立变换器一倍、二倍准恒流模式。为实现双向功率传输特性一致,谐振腔器件参数采用对称设计,进而研究了一种受归一化频率fn、品质因数Q控制的LCL-T谐振准恒流输出,并考虑无功功率控制和实现开关管零电压开通,设计满足给定准恒流输出精度的输出工况筛选算法。最后通过所搭建的仿真平台和实验样机证明所提变换器在各模式下均能实现给定精度内的准恒流输出。 展开更多
关键词 双向车载充电机 LCL-T谐振 变换器 三电平级联中性点箝位有源桥 准恒流输出 筛选算法
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Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的理论模拟 被引量:11
4
作者 姚育成 李正佳 +1 位作者 黄楚云 夏红星 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1351-1355,共5页
为了使CTH∶YAG激光器的设计得到更好的优化,从晶体光谱吸收特性、离子间能量转移过程及准三能级运转方式对CTH∶YAG激光器的工作特性进行了理论分析;依据速率方程理论建立了CTH∶YAG激光器运转的理论模型.模拟能量输出与试验结果较好... 为了使CTH∶YAG激光器的设计得到更好的优化,从晶体光谱吸收特性、离子间能量转移过程及准三能级运转方式对CTH∶YAG激光器的工作特性进行了理论分析;依据速率方程理论建立了CTH∶YAG激光器运转的理论模型.模拟能量输出与试验结果较好的吻合,验证了此理论模型描述CTH∶YAG激光器运转规律的合理性.模拟结果表明:CTH∶YAG激光器的激光脉冲输出与泵浦有较长的时间延迟且伴随较强的驰豫振荡,冷却温度对激光输出产生较大的影响. 展开更多
关键词 激光器 Cr Tm Ho:YAG 理论模拟 能量转移 准三能级运转
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LD泵浦的室温运转内腔倍频473nm全固态蓝激光器 被引量:11
5
作者 刘伟仁 陈颖新 +2 位作者 钱龙生 檀慧明 余锦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2000年第2期133-135,共3页
从理论上分析了准三能级系统固体激光器室温运转的条件以及实现方法 ,同时给出了实现 4 73 nm蓝光发射的方案。报道了用波长 80 8.5nm,功率为 2 W的半导体激光器泵浦 Nd:YAG,采用内腔倍频的方法 ,在室温下获得 94 6nm波长准三能级连续... 从理论上分析了准三能级系统固体激光器室温运转的条件以及实现方法 ,同时给出了实现 4 73 nm蓝光发射的方案。报道了用波长 80 8.5nm,功率为 2 W的半导体激光器泵浦 Nd:YAG,采用内腔倍频的方法 ,在室温下获得 94 6nm波长准三能级连续红外激光输出 1 2 0 m W,以及用 BBO晶体倍频获得4 73 nm波长 1 0 m 展开更多
关键词 准三能级 LD泵浦 蓝光固体激光器
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模块化NPC逆变器中点电位平衡及环流抑制的协同控制策略
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作者 胡德旺 张国琴 +1 位作者 蔡久青 吴钫 《船电技术》 2023年第11期7-11,共5页
本文研究了一种模块化三相三线制中点箝位型(Neutral Point Clamped—NPC)三电平逆变器中点电位控制与环流抑制的协同控制技术。首先介绍了模块化逆变器系统的整体结构与可切换的控制模态;然后针对NPC并联系统中特有的中点电位问题与模... 本文研究了一种模块化三相三线制中点箝位型(Neutral Point Clamped—NPC)三电平逆变器中点电位控制与环流抑制的协同控制技术。首先介绍了模块化逆变器系统的整体结构与可切换的控制模态;然后针对NPC并联系统中特有的中点电位问题与模块间不均流的问题,提出一种和零序环流协同控制的准比例谐振的中点电压平衡算法。所提的优化控制方法可使NPC逆变器保证输出波形质量的同时具有更宽的稳定运行范围。仿真结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 模块化三电平逆变器 控制模式切换 协同控制策略 准比例谐振控制
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LD泵浦的Yb∶YAG激光器最新进展 被引量:10
7
作者 柳强 巩马理 +3 位作者 闫平 李晨 吴海生 王东生 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期3-6,共4页
简要介绍了Yb∶YAG晶体的激光特性 ,重点介绍了LD泵浦的Yb∶YAG激光器在几个国际著名的研究机构的最新进展 。
关键词 LD泵浦 固体激光器 YB:YAG激光器
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Tm:YAG激光器晶体热效应数值模拟 被引量:5
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作者 姚育成 刘丹琳 +2 位作者 黄楚云 徐国旺 王贝 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期125-129,共5页
对采用晶体棒端部辅热方法实现低温工作的Tm:YAG激光器,建立了晶体棒热效应理论模型,采用有限差分法对晶体棒温度场、应力场及光学畸变进行模拟计算.模拟结果表明:辅热设计可显著减小晶体最大应力,减小应力损坏;端部辅热使得温度和应力... 对采用晶体棒端部辅热方法实现低温工作的Tm:YAG激光器,建立了晶体棒热效应理论模型,采用有限差分法对晶体棒温度场、应力场及光学畸变进行模拟计算.模拟结果表明:辅热设计可显著减小晶体最大应力,减小应力损坏;端部辅热使得温度和应力分布复杂,引起折射率分布多变,但变化值小,说明端部辅热对光线在晶体内的传播影响微小;辅热区域结构紧凑,且对激光器封装产生的影响较小. 展开更多
关键词 激光技术 Tm:YAG激光器 热效应 数值模拟 准三能级 辅热
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LD端面泵浦腔内倍频Yb:YAG绿光激光器 被引量:6
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作者 林洪沂 檀慧明 +3 位作者 南楠 田玉冰 王保山 李再金 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期22-25,共4页
报道了一种激光二极管(LD)端面泵浦10at%掺杂Yb:YAG激光晶体(4×4×1mm)和Ⅰ类临界相位匹配LBO的腔内倍频全固态绿光激光器.为了克服"绿光问题",采用了两个激光二极管偏振耦合系统.在双路泵浦功率为1.2W时,获得最高... 报道了一种激光二极管(LD)端面泵浦10at%掺杂Yb:YAG激光晶体(4×4×1mm)和Ⅰ类临界相位匹配LBO的腔内倍频全固态绿光激光器.为了克服"绿光问题",采用了两个激光二极管偏振耦合系统.在双路泵浦功率为1.2W时,获得最高功率为40mW525nm的连续基模激光输出.在腔内插入Cr4+:YAG饱和吸收体被动调Q,在泵浦功率为1.2W时,可以获得平均功率为5.2mW,脉冲重复频率为2.44kHz,脉冲宽度为51.5ns,峰值功率为41.7W的515nm脉冲激光输出.输出波长发生变化,而且515nm脉冲激光输出的阈值仅为728mW. 展开更多
关键词 全固态激光器 YB:YAG晶体 准三能级 绿光问题
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LD泵浦腔内倍频Nd:YAG/LBo蓝光473nm激光器的低噪声运转 被引量:5
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作者 李义民 檀慧明 +2 位作者 付喜宏 田玉冰 王保山 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期11-15,共5页
激光二极管(LD)泵浦腔内倍频Nd:YAG/LBO蓝光473 nm激光器在不加入腔内特殊元件的情况下,倍频输出功率往往具有很大的高频噪声,即所谓的'蓝光问题',这很大程度上限制了473 nm蓝色激光的应用。为了降低该激光器件倍频输出功率的... 激光二极管(LD)泵浦腔内倍频Nd:YAG/LBO蓝光473 nm激光器在不加入腔内特殊元件的情况下,倍频输出功率往往具有很大的高频噪声,即所谓的'蓝光问题',这很大程度上限制了473 nm蓝色激光的应用。为了降低该激光器件倍频输出功率的高频噪声,采用了提高腔内基频光循环强度和缩短激光晶体以减小准三能级激光系统再吸收损耗的方法来实现473 nm激光器的低噪声运转。实验中利用两个2 WLD耦合作为泵浦源及1.0 mm厚的Nd:YAG材料作为激光晶体,在利用10 mm长LBO材料作为倍频晶体的情况下,获得了输出功率为195 mW的具有低噪声特性的473 nm蓝光激光运转。实验结果表明,倍频输出功率(峰-峰)/平均值<1%,激光输出在1 h内没有激光跳变现象,并且无需在腔内引入其它元件。 展开更多
关键词 蓝光激光器 腔内倍频 噪声 准三能级 再吸收损耗
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Cr,Tm,Ho:YAG激光器温度特性的数值分析 被引量:4
11
作者 郭嘉伟 李彤 +3 位作者 牛瑞华 薛亮平 李燕凌 王宏元 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期761-764,共4页
为了分析CTH:YAG激光器在受激跃迁时的温度特性,从速率方程中腔内光子数密度出发,考虑CTH:YAG的准三能级特性以及Tm-Ho准热平衡体系的影响,定义了相对振荡效能参量。采用数值模拟的方法,分析了相对振荡效能的温度特性,得到了其温度变化... 为了分析CTH:YAG激光器在受激跃迁时的温度特性,从速率方程中腔内光子数密度出发,考虑CTH:YAG的准三能级特性以及Tm-Ho准热平衡体系的影响,定义了相对振荡效能参量。采用数值模拟的方法,分析了相对振荡效能的温度特性,得到了其温度变化曲线。结果表明,CTH:YAG的相对振荡效能是温度的非线性减函数,且存在截止温度使腔内振荡无法产生;截止温度与Tm-Ho准热平衡体系的储能成正比,相对振荡效能也随Tm-Ho准热平衡体系的储能的增大而增大。这一结果为CTH:YAG激光器受激跃迁的温度特性提供了理论依据,对改善其工作特性和优化输出结果具有指导性意义。 展开更多
关键词 激光器 温度 数值模拟 CTH:YAG 速率方程 准三能级 Tm.Ho准热平衡体系
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二极管泵浦准三能级固体激光器的新进展 被引量:4
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作者 巩马理 陆富源 +4 位作者 柳强 闫平 宫武鹏 叶昌庚 袁艳阳 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期516-524,共9页
对比了掺Nd3+、Yb3+、Ho3+、Tm3+等稀土离子的准三能级固体激光的特性,分析了它们在圆棒、板条、薄片、光纤等构型的固体激光器中的工作性能。着重总结了高平均功率掺Yb3+固体激光器的最新进展,最后简要介绍了本研究小组在高功率Yb:YAG/... 对比了掺Nd3+、Yb3+、Ho3+、Tm3+等稀土离子的准三能级固体激光的特性,分析了它们在圆棒、板条、薄片、光纤等构型的固体激光器中的工作性能。着重总结了高平均功率掺Yb3+固体激光器的最新进展,最后简要介绍了本研究小组在高功率Yb:YAG/YAG复合板条激光器和光纤激光器两方面的最新研究结果。 展开更多
关键词 激光技术 准三能级 固体激光 光纤激光器
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腔内倍频准三能级与四能级激光器噪声特性的比较 被引量:3
13
作者 李义民 檀慧明 +2 位作者 付喜宏 田玉冰 王保山 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期628-632,共5页
利用同种激光晶体Nd∶YAG和同种倍频晶体LiB3O5(LBO)分别构成蓝光(473 nm)与绿光(532 nm)激光器并进行了噪声特性研究。分析了腔内倍频准三能级与四能级激光器噪声的不同机理。实验发现:在输出功率为50 mW的情况下,腔内倍频准三能级激... 利用同种激光晶体Nd∶YAG和同种倍频晶体LiB3O5(LBO)分别构成蓝光(473 nm)与绿光(532 nm)激光器并进行了噪声特性研究。分析了腔内倍频准三能级与四能级激光器噪声的不同机理。实验发现:在输出功率为50 mW的情况下,腔内倍频准三能级激光系统的倍频光噪声为120%,比腔内倍频四能级激光器噪声大得多,后者在输出功率为60 mW的情况下,激光噪声在5%以下。针对准三能级倍频激光器的这种特点,采用耦合微分方程组模型进行了分析。结果指出,问题的根源在于准三能级激光系统中具有较大的再吸收损耗,如果能够适当控制该损耗,准三能级激光系统的倍频噪声问题便会得以改善。 展开更多
关键词 腔内倍频激光器 噪声 准三能级 耦合微分方程组 再吸收损耗
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LD泵浦Nd:YAG晶体准三能级热效应理论与实验(英文) 被引量:2
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作者 李健 张海娟 +4 位作者 陈锋 滑文强 张玉 乔焱 崔伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期2358-2364,共7页
对LD端面泵浦圆柱形Nd:YAG晶体产生946 nm激光的晶体热效应进行了分析。考虑晶体的准三能级结构和腔内传播功率的分布,对热转换系数进行了修改,得到了更符合实际情况的晶体内部温度场分布。当泵浦功率为15W时,晶体端面中心温度由未修改... 对LD端面泵浦圆柱形Nd:YAG晶体产生946 nm激光的晶体热效应进行了分析。考虑晶体的准三能级结构和腔内传播功率的分布,对热转换系数进行了修改,得到了更符合实际情况的晶体内部温度场分布。当泵浦功率为15W时,晶体端面中心温度由未修改参数前的242.73℃升高到了387.43℃,提高了144.70℃。分别对修改参数前后的热透镜焦距进行了理论计算,并进行了实验测量。实验测量结果和修改参数后的理论计算值相符合。此理论将为激光谐振腔的优化设计、准三能级和三能级的热效应研究提供参考。 展开更多
关键词 ND:YAG 946nm 热效应 准三能级 热转换系数 MATLAB
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LD纵向泵浦的946 nm Nd:YAG准三能级激光系统的研究 被引量:2
15
作者 禹国俊 姚建铨 +3 位作者 郭丽 张百钢 张浩 王鹏 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期675-679,共5页
对准三能级系统进行了研究,分析了激光上、下能级不同的能级寿命以及上能级自发辐射对下能级粒子数所造成的影响,修正了Fan等提出的纵向泵浦准三能级系统的理论模型.进行了数值模拟,得出了系统参数对LD纵向泵浦的946 nm Nd:YAG激光器性... 对准三能级系统进行了研究,分析了激光上、下能级不同的能级寿命以及上能级自发辐射对下能级粒子数所造成的影响,修正了Fan等提出的纵向泵浦准三能级系统的理论模型.进行了数值模拟,得出了系统参数对LD纵向泵浦的946 nm Nd:YAG激光器性能的影响规律。认为在一定掺杂浓度和输出损耗情况下,存在最佳晶体长度使阈值最低,及最佳模式匹配使斜效率最高。理论得到了实验验证. 展开更多
关键词 准三能级系统 LD纵向泵浦 946nmNd:YAG激光器 模式匹配 斜效率
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双波长Yb∶YAG连续激光理论及实验研究 被引量:3
16
作者 庄凤江 李享 林志阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期104-110,共7页
报道了Yb∶YAG双波长激光振荡阈值的理论结果,实验获得了连续双波长激光输出.实验中,采用紧凑的平凹腔结构、940nm光纤耦合LD端面泵浦方式,Yb∶YAG晶体作为激光晶体,采用10%、15%和20%的输出耦合镜,分别实现了单波长和双波长激光输出,... 报道了Yb∶YAG双波长激光振荡阈值的理论结果,实验获得了连续双波长激光输出.实验中,采用紧凑的平凹腔结构、940nm光纤耦合LD端面泵浦方式,Yb∶YAG晶体作为激光晶体,采用10%、15%和20%的输出耦合镜,分别实现了单波长和双波长激光输出,在最高泵浦功率为20 W时,输出耦合率分别为10%、20%,最高获得3.94W的1 050nm激光和3.40 W的1 030nm激光,对应的光光转换效率分别为19.7%和17.0%;当输出耦合率为15%、泵浦功率为11.7 W时,获得0.79 W的双波长激光,对应的光光转换效率为6.8%,功率比为1∶1.3,通过光栅光谱仪测量得到双波长谱线中心分别为1 030.31nm和1 047.50nm;当1 030nm激光功率为3.0 W时,30min内输出功率RMS稳定性优于0.18%.该实验结果与理论分析相吻合,可应用于设计稳定可靠的掺Yb双波长激光器. 展开更多
关键词 Yb∶YAG 双波长 准三能级 LD泵浦 输出耦合率
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医用高功率CTH∶YAG脉冲激光器 被引量:2
17
作者 刘沛沛 龙井宇 +2 位作者 杨凯 任兆玉 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2184-2187,共4页
为了提高Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的输出功率对CTH∶YAG准三能级能量转移特性进行了分析,优化了谐振腔的腔长及腔镜的曲率半径,采用了高漫反射陶瓷聚光腔.结果表明,有效抽运光谱带的反射率高达95%,在冷却水温为19℃,抽运能量为159 J时,获得... 为了提高Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的输出功率对CTH∶YAG准三能级能量转移特性进行了分析,优化了谐振腔的腔长及腔镜的曲率半径,采用了高漫反射陶瓷聚光腔.结果表明,有效抽运光谱带的反射率高达95%,在冷却水温为19℃,抽运能量为159 J时,获得最大单脉冲输出能量5.11 J,斜率效率5.6%. 展开更多
关键词 Cr:Tm:Ho∶YAG晶体 氙灯抽运 准三能级 单脉冲
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中点箝位式三电平光伏并网逆变器的三单相Quasi-PR控制策略 被引量:22
18
作者 孙玉坤 孙海洋 张亮 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期2433-2439,共7页
准比例谐振(quasi-proportion resonant,Quasi-PR)控制器可克服传统比例谐振(proportion resonant,PR)控制器带宽窄、抗频率偏移能力差的缺点,基于此提出了基于三单相Quasi-PR控制的中点箝位式(neutral point clamped,NPC)三电平光伏并... 准比例谐振(quasi-proportion resonant,Quasi-PR)控制器可克服传统比例谐振(proportion resonant,PR)控制器带宽窄、抗频率偏移能力差的缺点,基于此提出了基于三单相Quasi-PR控制的中点箝位式(neutral point clamped,NPC)三电平光伏并网逆变器控制策略。Quasi-PR控制器继承了传统PR控制器的优点,避免了矢量控制策略中复杂的坐标变换、解耦控制和前馈补偿等,简化了控制算法。同时当电网频率发生偏移时,Quasi-PR控制器仍能实现对交流电流的无静差跟踪。此外,为减少电网不平衡时产生的较大谐波电流含量,设计了基于Quasi-PR控制的分次谐波补偿器。仿真结果表明了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 Quasi—PR控制 三电平逆变器 频率偏移 谐波 补偿 中性点平衡
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980nm单模掺镱光纤激光器 被引量:2
19
作者 邹淑珍 李平雪 +2 位作者 李港 陈檬 王凌昊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S3期72-76,共5页
从速率方程出发,理论推导了准三能级掺镱光纤激光器的斜效率,泵浦阈值功率,最佳光纤长度和输出功率的表达式,并理论分析了掺镱光纤中的准三能级和四能级增益关系,为抑制四能级起振提供理论依据。根据理论分析结果,实验中选定了光纤最佳... 从速率方程出发,理论推导了准三能级掺镱光纤激光器的斜效率,泵浦阈值功率,最佳光纤长度和输出功率的表达式,并理论分析了掺镱光纤中的准三能级和四能级增益关系,为抑制四能级起振提供理论依据。根据理论分析结果,实验中选定了光纤最佳长度、腔镜反射率等参数,最终获得最大输出功率为372mW的980nm单模激光输出,斜效率为21.2%,实验结果与数值模拟结果一致。此外,还对激光器的自脉动效应和不稳定性进行了简单分析。 展开更多
关键词 掺镱光纤激光器 准三能级 自脉动效应
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高功率铥激光器的实验研究 被引量:3
20
作者 姚育成 徐少刚 +1 位作者 黄楚云 刘慧 《激光杂志》 北大核心 2015年第6期27-29,共3页
采用LD侧面泵浦方式设计了高功率Tm:YAG激光器,并进行了激光输出实验,在输入泵浦光功率765W时得到2μm激光输出178W,光-光转换效率超过22%。实验结果表明:Tm:YAG固态激光器比较容易实现大功率2μm波长激光输出,冷却温度对输出功率产生... 采用LD侧面泵浦方式设计了高功率Tm:YAG激光器,并进行了激光输出实验,在输入泵浦光功率765W时得到2μm激光输出178W,光-光转换效率超过22%。实验结果表明:Tm:YAG固态激光器比较容易实现大功率2μm波长激光输出,冷却温度对输出功率产生巨大影响。激光器设计紧凑、采用加热套筒解决了晶体端面结露问题,对铥激光器的工程应用具有一定指导作用。 展开更多
关键词 Tm:YAG激光器 准三能级 键合晶体
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