双包层Er-Yb共掺光纤放大器上能级粒子数分布研究

基于速率方程和功率传播方程 ,数值分析了双包层Er Yb共掺光纤放大器在波长为 972nm的泵浦光作用下 ,分别采用三种不同泵浦方式 ,其Er3+ 和Yb3+ 上能级粒子数分布情况 .数值结果表明 ,Er3+ 上能级粒子数分布受信号功率影响作用大 ,激发率基本保持在 5 0 %以上 ;Yb3+ 上能级粒子数分布受泵浦功率影响作用大 ,激发率基本保持在 10 %以下 ,该结论对双包层Er Yb共掺光纤放大器的性能研究具有一定指导意义 .

1480nm泵浦的掺饵光纤放大器上能级粒子数分布

本文建立了１４８０ｎｍ泵浦下掺饵光纤放大器的速率方程组，并利用这组方程对掺饵光纤放大器的上能级粒子数分布进行了数值分析，在同向泵浦、反向泵浦以及双向泵浦三种不同的泵浦方式下，会别给出了小信号（如，１μＷ）和大信号（如１ｍＷ）功率输入时掺饵光纤的上能级归一化粒子数分布曲线。

有源光纤中稀土离子激光上能级寿命测量的研究

提出了一种基于脉冲光纤激光放大器能量特性测量有源光纤中稀土离子上能级寿命的方法.根据光纤激光器速率方程,能够确定有源光纤中反转粒子数储能随抽运功率和时间的变化关系;实验测量不同种子光脉冲重复频率下放大器输出单脉冲能量的变化,可以反映出反转粒子数随时间的变化情况,进而根据理论模型得到激活离子的激光上能级寿命.实验搭建了1.06μm掺镱(Yb^3+)光纤激光放大系统对该测量方法理论模型的合理性进行了验证,对几种常见商用掺Yb^3+有源光纤激光上能级寿命分别进行了多次测量和数据处理,测量结果以及变化趋势与其他相关报道中的结果相符.

20.6W激光二极管直接上能级抽运Nd:YVO_4薄片激光器

使用自行搭建的24通抽运系统,实现了880nm激光器二极管直接上能级抽运的Nd:YVO4薄片激光器。采用厚度为0.3mm、掺杂原子数分数为0.5%的Nd:YVO4薄片晶体,在39.3W的抽运功率下获得了20.6 W的1064nm连续激光输出,光-光转换效率超过50%。

光与二能级原子的相干作用与非相干作用

对于二能级原子,无论在相干作用或非相干作用下均存在原子的上能级囚禁。在偶极矩近似下,考虑单色平面光波与N个二能级原子相互作用,研究二能级原子间的合作效应。 设原子处于下能级|b】和上能级|a】的几率幅为C_b(t)、C_a(t),则:

基于离散算法的双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤激光器动态特性研究

采用基于速率方程的离散算法,对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器增益介质在不同位置的动态特性进行了分析。研究了增益介质在不同位置上的能级粒子数、激光功率随时间的变化。结果表明:增益介质在不同位置振荡达到稳态前上能级粒子数随时间的变化是不同的,并呈现出了不同的变化特点;不同位置处振荡开始时的最大峰值功率与达到稳态时的功率也不同;不同位置开始振荡的时间相同,达到稳态的时间也基本相同。对这一算法的稳态结果同简化速率方程的稳态分析值进行了对比,显示了泵浦功率较大且光纤长度较长时两者所具有的差异。

环形腔双包层掺Tm^(3+)光纤激光器的动态特性研究

基于速率方程的离散算法,实现了对环形腔双包层掺Tm3+光纤激光器的动态特性分析;研究了光纤不同位置处3H4和3F4能级粒子数以及激光功率的变化。结果表明:光纤不同位置处稳态振荡前3H4和3F4能级粒子数及激光功率随时间呈现不同的变化特点。不同位置弛豫振荡开始的时间相同,但达到稳态的时间并不相同;不同位置振荡开始时的最大峰值功率和到达稳态时的功率亦不相同。

光纤激光器的发展现状

由于在光通信、光数据存储、传感技术、医学等领域的广泛应用,近几年来光纤激光器发展十分迅速.本文简要介绍了光纤激光器的工作原理及特性,并对目前多种光纤激光器作了较为详细的分类;同时介绍了近几年国内外对于光纤激光器的研究方向及其目前的热点是高功率光纤激光器、窄线宽可调谐光纤激光器和超短脉冲光纤激光器;最后指出光纤激光器向高功率、多波长、窄线宽发展的趋势。

双光子J—C模型的亚泊松光子统计

本文利用量子电动力学理论和缀饰原子方法来研究单模激光双光子J—C模型的光子统计性质。在考虑热库影响和腔模损耗的条件下,建立了普遍形式的场密度算符矩阵元的主方程:

爱因斯坦A系数不是常参数

爱因斯坦引入A系数和B系数描述原子(或离子)的跃迁过程时,认为它们只与原子结构及跃迁能级有关,而与外界因素无关。近来Aumayr等人发现Ar^+激光场会使A系数产生改变。但是在他们的实验中可能存在的自吸收会影响结果的可靠性。我们改进了实验方法,采用准旁侧光谱法及空间滤波技术基本上消除了上述影响。 原子从同一上能级E向不同下能级E_i跃迁产生的自发辐射谱线强度为:

双包层Er^(3+)／Yb^(3+)共掺光纤激光器粒子数空间分布特性研究

针对双包层光纤激光器内包层和纤芯中光强的不同分布,基于速率方程,研究了不同泵浦方式下双包层Er3+／Yb3+共掺光纤激光器上能级粒子数的空间分布。结果表明:无论采用何种泵浦方式,沿光纤的径向,越接近于纤芯中心处,上能级粒子数越低;越接近于纤芯边缘,上能级粒子数越高。沿光纤轴向,激光输出端归一化的上能级粒子数总是少于非输出端归一化的上能级粒子数。

脉冲泵浦下Er^(3+)，Yb^(3+)的动态响应研究

针对光纤通信中泵浦源故障引起的时续时断问题,采用矩形脉冲进行处理。基于速率方程,分析了不同脉宽泵浦下,Er^(3+)/Yb^(3+)共掺晶系中Er^(3+)、Yb^(3+)上能级粒子数的变化。结果表明:不同的脉宽对上能级Er^(3+),Yb^(3+)的影响具有不同的特点。在决定Yb^(3+)到Er^(3+)的能量转换的动态特性和效果方面,Yb^(3+)吸收的饱和与非均匀加宽的Yb^(3+)吸收谱线所引起的烧孔效应是影响Er^(3+)上能级粒子数动态的最主要因素。

激光光谱学

O433.54 2001010105激光诱导荧光机理研究=Mechanism of laserinduced fluorescence[刊,中]/阎吉祥(北京理工大学光电工程系.北京(100081))∥北京理工大学学报.-2000,20(2).-229-231研究荧光强度对激发速率和自发辐射速率的依赖性。导出二能级系统上能级粒子数速率方程,并在一定条件下对其求解。得到激光激发和荧光产生两个阶段中系统上能级粒子数及发射荧光光子数随时间的变化规律。发射荧光光子数与激发速率成正比,而自发辐射速率则存在一个由三角方程决定的最佳值。参4(苏锡安)

光学晶体、液晶

O731 2000042904光子晶体中三能级原子的自发发射=Spontaneous emissionfrom a three-level atoms in photoniccrystals[刊,中]/羊亚平,林志新,谢双媛,冯伟国,吴翔(中国高等科学技术中心.北京(100080))//物理学报.—1999,48(4).—603—610讨论了三能级原子在光子晶体中的自发散射问题,由于量子干涉和光的局域化,两个上能级中的粒子数布居将具有周期振荡或准周期振荡,这不仅依赖于两个上能级与禁带的相对位置,同时也依赖于原子的初始状态,且有别于真空中三能级原子的自发发射性质。

Crack tip higher order stress fields for functionally graded materials with generalized form of gradation

A generalized form of material gradation applicable to a more broad range of functionally graded materials(FGMs) was presented.With the material model,analytical expressions of crack tip higher order stress fields in a series form for opening mode and shear mode cracks under quasi-static loading were developed through the approach of asymptotic analysis.Then,a numerical experiment was conducted to verify the accuracy of the developed expressions for representing crack tip stress fields and their validity in full field data analysis by using them to extract the stress intensity factors from the results of a finite element analysis by local collocation and then comparing the estimations with the existing solution.The expressions show that nonhomogeneity parameters are embedded in the angular functions associated with higher terms in a recursive manner and at least the first three terms in the expansions must be considered to explicitly account for material nonhomogeneity effects on crack tip stress fields in the case of FGMs.The numerical experiment further confirms that the addition of the nonhomogeneity specific terms in the expressions not only improves estimates of stress intensity factor,but also gives consistent estimates as the distance away from the crack tip increases.Hence,the analytical expressions are suitable for the representation of crack tip stress fields and the analysis of full field data.

White-light upconversion emission of lanthanide double-doped oxide nanoparticles via defect state luminescence of ZnO

The white upconversion luminescence （UCL） of upconversion nanoparticles （UCNPs） is mainly made up of the color red, green and blue. Interestingly, the white-light-emitting UCNPs can be obtained via a complex method of tridoping lanthanide ions such as Yb^3＋, Er^3＋, and Tm^3＋. We herein report that an excellent white UCL can be obtained from Yb/Tm double-doped ZnO. In this system, the blue and red UCL-emissions around 475 and 652 nm originate from ^1G4→^3H6 and ^1G4→^3F4 transition of Tm^3＋, respectively, and the green one can be attributed to the defect states （oxygen va- cancies） luminescence （DSL） of the ZnO host. Meanwhile, the fine nanostructure of ZnO：Yb/Tm is prepared by adjusting the concentration of OH-. Particularly, the one dimentional pencil-shaped nanorods with high aspect ratio achieve a strong green DSL emission due to the high concentration of oxygen vacancy. The oxygen vacancy defects play an irreplaceable role in affecting the intensities of blue and red UCL by acting as the intermediate state in the energy transfer process. More importantly, we demonstrate that the DSL and UCL can be combined into systems, paving a new road for obtaining the white UCL emission.