双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究

传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的1.06μm激光脉冲输出方法。基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4 mm的最佳面心距。数值分析了相同泵浦功率下-40~60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。计算结果表明在-37℃~60℃范围内,阈值脉宽都在200μs以下,阈值脉宽最低点达到了29.4μs。构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35~60℃时,阈值脉宽变化范围为40~180μs。采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积83.5 mm×44 mm×29.5 mm,重量约为230 g。在23.8%初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42 mJ,脉冲宽度5.2 ns。

激光器免温控泵浦源的多波长选择理论

为了实现激光器在一定温度范围内LD泵浦源免温控稳定工作,具有较高并且稳定的泵浦光吸收效率,分析了DPL激光器中LD发射谱和Nd：YAG增益介质吸收谱的特点及匹配问题,据此提出了一种激光器免温控泵浦源的多波长选择理论和方法,同时增加泵浦光吸收长度克服Nd：YAG吸收谱和LD波长失配的不利影响。优化设计了一个波长为802.35 nm@25℃、813.15 nm@25℃和810.95 nm@25℃的三波长LD泵浦方案,计算结果表明：在一定吸收长度下,多波长泵浦光吸收效率可达73.96%,并且在-15.7~65.7℃宽温度波动范围内,激光器输出能量不稳定度优于5%。同时还模拟分析了增益介质吸收长度和掺杂浓度对泵浦光吸收效率的影响。

激光二极管侧面抽运免温控激光器的研究

为了解决激光二极管抽运波长随温度漂移导致激光器输出能量下降的问题,采用激光二极管抽运源波长匹配及凹凸稳定谐振腔技术实现免温控,并进行了理论分析和实验验证。该激光器腔长210mm,电光转换效率5.7%;输出单脉冲能量大于60mJ,在10℃～30℃范围内,能量稳定度优于5%;激光器输出光斑直径4mm、脉冲宽度8ns、激光器10Hz工作时,激光远场束散角为1.1mrad。结果表明,实验与理论分析计算结果符合,该激光二极管侧面抽运免温控激光器可在一定温度范围内保持稳定的能量输出。该理论分析与方案对研究免温控激光器具有重要意义。

小型化免温控被动调Q的DPL设计

文章针对小型化免温控被动调Q的DPL技术展开研究。通过仿真计算,合理选择泵浦波长,提高多波长泵浦效率。设计了稳定的谐振腔,小型化的机械结构。实现脉冲宽度5ns、单脉冲能量40mJ的1.06μm脉冲激光输出,峰值功率达到8MW,体积83mm×44mm×29.5mm,重量约为280g。在室温下实现20Hz重复频率连续工作60s60Hz连续工作10s,脉冲不稳定度≤5%。

用于目标指示器的激光器研究进展

激光半主动制导技术极大地提高了导弹命中率,激光器作为目标指示器的核心器件,其研究进展对整个激光制导武器系统意义重大。首先介绍了用于目标指示器的激光器的发展历程和研究现状;然后阐述了当前该激光器的主要技术原理和方案,分析了其优势和不足;最后对该激光器的未来发展方向进行了展望。