基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光器

本文研究了一种采用氙灯侧泵方式,并基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光器。首先成功将石墨烯转移至Al_(2)O_(3)衬底制备得到石墨烯可饱和吸收体,并对其进行了形貌、结构及化学状态等性能表征。此外,对基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光特性进行了研究,结果表明单脉冲能量从0.4 mJ增加至7 mJ,输出激光单脉冲宽度从761.2 ns下降至510 ns,最大峰值功率为13.7 kW。激光中心波长位于2935和2945 nm,且主波长在2935 nm处对应的半峰全宽(FWHM)为1.535 nm。沿x和y方向的光束质量因子分别为4.45和5.76。实验结果表明,该研究为推进更低成本、谐振腔设计简单且紧凑的2.94μm波段Er∶YAG激光器的发展提供了有效的参考依据。

高能量MOPA脉宽可调激光器

利用MOPA激光种子源,结合氙灯泵浦行波放大方法研制了高能量脉宽可调1 064 nm波段激光器。激光器采用电调制脉宽方式控制MOPA光纤激光器脉冲信号的输出,在保证高光束质量的前提下,实现了脉宽8.6～220.9 ns可调的1 064 nm种子激光输出。选用双通放大级设计,利用氙灯泵浦Nd:YAG晶体实现五级行波放大,分析讨论了抑制自激振荡方法和行波放大过程中脉宽变窄的原因。当氙灯注入能量为60 J,重复频率10 Hz时,实现了脉宽调范围为4.2～173.3 ns的稳定1 064 nm激光输出,单脉冲能量最高可达158 m J。

医用高功率CTH∶YAG脉冲激光器

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%.

脉冲氙灯及泵浦性能评价

本文论述了提高脉冲氙灯泵浦性能及可靠性的技术关键。

超极化^(129)Xe核磁共振技术及其在多孔催化材料研究中的应用

激光抽运和自旋交换的超极化129Xe核磁共振是近几年发展起来的一种新方法,它比普通129Xe核磁共振的检测灵敏度提高约104～105倍,是研究材料孔结构和孔内粒子分布的强有力工具.本文介绍了超极化129Xe核磁共振技术并综述了其在多孔催化材料研究中的应用,特别是对催化反应中广泛使用的无机微孔和介孔材料中的应用进行了详细的讨论.最后展望了此技术的应用前景.

预脉冲灯泵钛宝石可调谐激光器

利用预脉冲技术，可减小氙灯放电初始阻抗，使主放电电流脉冲前沿变陡，脉冲包络变窄，峰值变高，泵浦能量集中，有利于灯泵钛宝石激光输出。试验证明，在低能量（４７Ｊ）注入时，电光转换效率提高１８％，输出９５０ｍＪ；在高能量（１１６Ｊ）注入时，效率提高５％，输出能量１８１０ｍＪ。该激光器可调谐范围为６９５～９４０ｎｍ。

2.1μm激光晶体Cr,Tm,Ho∶YAG的生长、光谱和激光性能

采用提拉法成功生长出了优质的Cr,Tm,Ho∶YAG晶体,并对其光谱及激光性能进行了研究。测量了晶体在350~2700 nm波段内的吸收光谱。用450 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.1μm激光上能级的寿命为10.65 ms。用F-L公式计算了晶体在2.1μm处的发射截面为6.92×10^(-20)cm^2,并与其他Ho^(3+)掺杂的激光晶体进行了对比。采用氙灯泵浦Cr,Tm,Ho∶YAG晶体棒,实现2.1μm的脉冲输出。在3 Hz和10 Hz时的激光阈值分别为33.11 J和33.88 J,斜效率均为4.5%,比市售成熟的激光棒的激光输出效率更高。

电推进地面试验真空系统配置策略与研究

电推进地面环境模拟试验主要用于完成对电推进器性能和可靠性等进行测试。由于电推进羽流效应的影响,电推进地面环境试验对于试验设备提出了严格的真空抽气要求。文章通过对电推进系统工作时的试验特点、真空要求及存在问题进行分析,结合国际上电推进地面环境试验设备的发展现状与研究进展,对该类测试设备的真空系统实现配置进行研究,总结出应对该类试验所需的真空抽气策略与研究方法,为后续电推进地面环境试验设备的研制和试验测试提供参考。

闪光灯泵浦钛宝石可调谐激光器

为了提高灯泵钛宝石激光器的输出能量和效率，对灯泵钛宝石激光器进行了大量的试验研究工作。对国产氙灯进行了快速放电和寿命试验；测得了在不同放电电流密度情况下的氙灯发光光谱分布；试验采用双灯串接泵浦，双棱镜色散光学谐振腔，平平腔型，调谐范围为７５０～９５０ｎｍ，在中心波长８００ｎｍ处得到激光输出能量为８９３ｍＪ，电光转换效率为０．８９％。该激光器的阈值约为１５Ｊ。

小型NYAB脉冲激光器和双向倍压移相调压式泵浦源

本文阐述了以双向倍压移相调压式泵浦源泵浦的新型自倍频激光晶体NYAB小型脉冲激光器的结构、泵浦源的线路组成、泵浦源技术指标和有关设计依据、光泵的辐射光谱与自倍频激光工作物质NYAB晶体吸收光谱的匹配以及为适应NYAB晶体的荧光寿命而选配泵浦光的光脉冲宽度等问题。

电光激励碘原子激光器的研制

为了开展大能量脉冲碘原子激光技术研究,采用氙灯抽运方法研制了一台电光激励光解碘激光器系统,并进行了相关的实验研究,获得了近700m J的单脉冲激光能量。介绍了该激光器的原理和技术路线,对实验结果进行了比较分析。实验结果表明,这类激光器具有结构简单、输出能量高等特点,适用于工业加工、诊断技术等领域的应用。

离子发动机真空热试验技术

离子发动机(又名离子推进器、推力器)在航天领域有着广泛的应用,本文简要介绍了其工作原理与结构。在真空热试验中,离子发动机点火,会向真空室内喷射出高能Xe粒子,对卫星、热沉、容器压力等均会产生不良影响。本文结合具体的离子发动机真空热试验结果,对发动机点火的影响进行了分析,并提出了针对性的解决方案。我们使用氙泵来提升系统抽气能力,安装防溅射靶吸收并抑制高能粒子。

新型晶体Nd:S-VAP激光特性研究

测量了 Nd:S-VAP[Nd:Sr_5(VO_4)_3F]晶体的吸收光谱特性,在583.0nm 和809.0nm处有强烈的吸收峰.用可调谐染料激光泵浦实现了低阈值、高效率的激光运转.在透射率15%的平-平腔情况下,斜率效率为50%,阈值2mJ,倍频绿光的中心波长为536.0nm,线宽为1.4nm.采用φ4mm×30mm 的氙灯泵浦,实现了自由运转和染料片调 Q 运转.阈值为130mJ,斜效率为1.3%.测量了不同腔长、不同染料片小信号透射率情况下的输出能量、脉冲宽度以及光束发散角和偏振特性等.

激光二极管泵浦Nd:NaY(WO_4)_2晶体的激光性能(英文)

采用提拉法生长了平均尺寸为φ25mm×50mm的掺钕钨酸钇钠[Nd:NaY(WO4)2,Nd:NYW]晶体,测量了Nd:NYW晶体的吸收光谱。吸收光谱表明:该晶体在804,752nm和586nm附近的吸收峰较强、较宽,有利于用激光二极管(laser diode,LD)泵浦。分别以氙灯和LD作为泵浦源,对晶体的激光特性进行了研究。结果表明:当氙灯输入能量为11.7J时,该激光棒获得了36.9mJ的输出;当LD泵浦功率为1W时,输出273mW的1.06μm波长激光,激光阈值为160mW,光-光转换效率为27.3%,斜效率为34%。

基于火花隙开关实现的固体热容激光器实验

在对储能网络的快速恒流充电和氙灯的预燃状态下,通过控制火花隙触发开关上的电压和重复频率,实现“热容”模式下运行的氙灯泵浦钕玻璃激光器的激光输出。初步实验指标达到重复频率4Hz,40J/脉冲,出光25s,输出能量4kJ,工作间隙10min,每次工作出光可将1.5cm厚的铝板打穿。该激光器的功率输出可定标放大到kW量级以上,适合进行一些固体热容激光器特点的相关实验。

超极化气体氙-129的低场NMR测量

在自旋交换光泵过程中,多种参数可能会影响到最终可获得的超极化气体氙-129核自旋极化度.通过低场(0.002 T)核磁共振(NMR)系统研究了连续流动工作模式的自旋交换光泵过程,当混合工作气体流量为0.3 SLPM和0.5 SLPM时,实验测量得到最佳光泵泡工作温度;对于同位素富集和自然丰度的氙-129气体,核自旋极化度的建立时间分别为15 min和22 min.由于混合工作气体的压力以及组分会导致铷原子吸收线的频移和展宽,并且影响到其线型,实验通过低场NMR系统测量确定了用于自旋交换光泵的最佳激光工作波长.低场NMR测量为获得具有高核自旋极化度的超极化气体氙-129,并且能够用于人体肺部MRI研究提供了实验依据.

氙灯泵浦的2.93μm Cr,Er:YAG激光器(特邀)

研究了Cr,Er:YAG晶体的能级结构,分析了Cr^(3+)与Er^(3+)能量共振转移和3μm激光的能级跃迁过程。在室温条件下设计搭建了氙灯泵浦源及其泵浦的Cr,Er:YAG激光器,分析了激光器输出能量与泵浦能量、输出能量与晶体温度的关系。在单发自由运转模式下,激光器最高输出能量529 mJ,脉冲宽度103μs,斜率效率0.26%。波长范围2923~2940 nm,2个峰值波长分别为2930 nm和2933 nm。实验结果表明,Cr,Er:YAG晶体能够有效实现3μm激光运转。

基于亚纳秒微片激光器的能量放大器的研究

高脉冲能量和窄脉冲宽度的激光放大器可以应用在诸多领域,例如激光加工、激光医疗美容和激光雷达。种子源激光器与行波放大结构相结合的主振荡功率放大(MOPA)技术,既能保证输出的脉冲激光相关特性(如脉宽和重复频率等)与种子源特性一致,又能实现激光输出能量的放大。因此MOPA技术成为激光放大器工程应用中的主要技术。本课题针对医疗美容对亚纳秒级大能量激光放大器的需求,研制了一台基于亚纳秒微片固体激光器的激光放大器。首先,采用亚纳秒被动调Q微片固体激光器作为种子源。种子源激光器在重复频率为10 Hz,脉冲宽度为487.3 ps时输出能量为190μJ的1064 nm种子光。然后,利用自制的两个氙灯泵浦Nd:YAG模块作为主放大器对亚纳秒激光脉冲能量进行放大,对放大过程自激振荡产生的能量实现了抑制,有效地提高了放大过程中的能量转换效率。最终,得到了波长1064 nm和532 nm可切换输出,在重复频率为10 Hz时,获得了脉冲宽度496.4 ps,脉冲能量561 mJ@1064 nm,330 mJ@532 nm,能量稳定性2%且光斑均匀的亚纳秒激光输出。

多回路氙灯泵浦能量一致性仿真分析

针对高功率固体激光器中由于多回路氙灯泵浦能量不一致导致激光光束间能量差异的问题,此处从泵浦电源和氙灯负载两个方面进行了仿真分析。分析表明,泵浦电源中调波元件参数、排布方式及氙灯充气气压对泵浦能量一致性起主要作用,通过仿真计算了 20路氙灯负载情况下,不同上述参数对泵浦能量一致性的影响程度。计算表明,20路调波元件电感参数的偏差控制在±3%的范围内,泵浦能量的不一致性为1.1%;氙灯充气气压误差控制在±3%的范围内,泵浦能量不一致性为0.6%;调波元件单圆周排布相对双圆周排布方式磁场分布更均匀,有利于泵浦能量一致性。

小功率脉冲氙灯工艺和材料的研究

介绍了小功率脉冲氙灯的工作原理及制造方法,重点阐述了对小功率脉冲氙灯的生产工艺和材料的研究。