大功率双包层光纤激光器拉曼效应分析

受激拉曼散射是大功率光纤激光器性能提升的主要限制之一。采用数值方法深入分析了大功率光纤激光器中的拉曼效应,结果表明,增大信号波长和减小腔镜反射率能有效地减小受激拉曼散射的影响;深入探讨了不同泵浦方式下激光器的拉曼特性,为选取合适的泵浦方式提供了理论依据;首次研究了空间多点泵浦情况下大功率光纤激光器中的拉曼效应,对空间多点泵浦模型中如何优化泵浦方式、合理设置泵浦点功率具有指导意义。

高振动激发态CsH(v)与CO_2碰撞弛豫过程的实验研究

在Cs-H2系统和CO_2的混合系统中,采用简并受激超拉曼(DSHR)泵浦技术,研究了CsH分子的高位振动激发态与CO_2的碰撞弛豫过程,测量了CsH(v=15-23)与CO_2之间的各振动弛豫系数,实验表明v=22时,碰撞弛豫速率系数达到最大值.

CO_2在与高振动激发NaH碰撞中的量子态分辨能量再分配

利用简并受激超拉曼泵浦激发NaH基态到高位振动态(ν″=14,J″=20)。研究了NaH(14,20)与CO_2(00°0)间的振转能量转移。利用吸收系数和瞬时Doppler线宽,得到不同池温下NaH(14,20)分子密度,测量CO_2(00°0,J)与NaH高振动态碰撞前后的瞬时泛频激光感应荧光谱线的相对强度,确定了CO_2(00°0,J=2~80)的初生态布居,它们呈现双指数转动分布。拟合实验数据得到两个转动温度T_(rot)=(650±80)和(1 531±150)K。较冷的分布约占CO_2(00°0)的79%,它是由弹性或弱非弹性碰撞产生的,因而CO_2只有很小的转动激发。另有21%的CO_2(00°0)较大地增加了转动能,故有较热的转动温度。对碰撞产生的CO_2(00°0,J)进行高分辨率瞬时泛频荧光谱线的轮廓测量,得到各转动态平移能的改变。对于CO_2(00°0,J=56~80),转移能从582cm^(-1)(对于J=60)增加到2 973cm^(-1)(对于J=80)。探测转动态布居数的改变,得到各转动态的产生速率系数k_(app)~J之和为(7.2±1.8)×10^(-10) cm^3·mol^(-1)·s^(-1),而平均倒空速率系数〈kdep〉=(6.9±1.7)×10^(-10)cm^3·mol^(-1)·s^(-1)。

高振动激发态DBr（X1Σ+,v″=8、7）与 D2,Ar间的碰撞振动能量转移

利用YAG激光器泵浦OPO激光简并受激超拉曼泵浦DBr分子至基电子态的高振动态v″=8、7,研究高振动态DBr分子与其他碰撞气体(Ar、D2)的碰撞弛豫过程.对于DBr(v″=8)和Ar、D2混合体系,由高分辨瞬时激光感应荧光光谱方法探测碰撞弛豫后DBr分子振动态v″=8的时间分辨布居数的演化过程.保持总压强不变,改变碰撞气体的摩尔配比,测量相应条件下的有效寿命,由混合气体系统中Stern-Volmer公式,得到DBr(v″=8)分子与Ar、D2的碰撞弛豫速率系数分别为k8(Ar)=(0.51±0.1)×10^-12 cm^3molecule^-1s^-1,k8(D2)=(3.50±0.8)×10^-12 cm^3 molecule^-1 s^-1;DBr(v″=8)分子的平均自弛豫速率系数为k8(DBr)=(1.20±0.4)×10^-12 cm^3molecule^-1s^-1.对于摩尔配比为0.5的DBr和D2混合体系,Ti宝石激光器分别双光子激发DBr v″≤8、7各振动态至第一电子激发态A^1Πv′态,测量各个振动态的荧光光强随时间演化,测量结果表明DBr(v″=8、7)与D2的碰撞弛豫中均发生了二量子弛豫;对于摩尔配比为0.4的DBr(v″=8)和Ar混合体系,只有连续单量子碰撞弛豫过程.

量子亏损<1%的包层泵浦拉曼光纤激光器

拉曼光纤激光器利用无源光纤中的受激拉曼散射提供增益,实现激光输出,具有无光子暗化、波长调谐灵活等优点,在频率变换、窄线宽输出、超快激光产生等方面具有重要应用。包层泵浦拉曼光纤激光器相比纤芯泵浦方案,有效降低了对泵浦亮度的要求,目前已成功实现了千瓦量级功率输出。

多路超短脉冲协同工作系统

近年来随着科技的发展,人们通过多路超短脉冲的协同工作极大的扩展了超快激光的应用潜能,在时间分辨超快测量、光谱成像、高功率合成等众多领域取得了重要进展。本文将对这些应用和进展以及多路超短脉冲激光协同工作系统中的关键技术-多路超短脉冲的同步技术展开讨论和总结。

HBr(X^1Σ^+ν~″=5)分子与H_2,N_2,CO_2和HBr间的近共振振动-振动能量转移

利用简并受激超拉曼泵浦激发HBr(Χ~1Σ^+ν~″=5)振动态,由高分辨瞬时激光感应荧光(LIF)探测碰撞弛豫后HBr(ν~″≤5)各振动态时间分辨布居数的演化过程,得到了HBr(ν~″=5)分别与分子M(H_2,N_2,CO_2和HBr)的碰撞弛豫速率系数。对于M=CO_2,近共振的1-1振动-振动(V-V)能量转移是有效的,这一结果表明CO_2强的红外振动模对近共振V-V能量转移是有利的。而红外禁戒跃迁的N_2(0-1)的近共振V-V转移虽然也能观察到,但相应速率系数比CO_2小2个量级。碰撞分子的振动跃迁红外活性越强,能量转移速率系数越大。在HBr(ν~″=5)+HBr的自弛豫过程中,单量子弛豫率占总弛豫率的70%,而双量子弛豫约占25%。在HBr(ν~″=5)+H_2中,只有2-1的V-V近共振过程是重要的。同时还研究了V-V近共振能量转移速率系数与温度变化的关系,对于CO_2的1-1近共振,V-V能量转移速率系数随温度的增加而减小;对于H_2和HBr,其弛豫速率系数随温度的增加而增加;对于N_2,其弛豫速率系数随温度的增加而缓慢增加。

6kW超荧光光纤光源

由于自激振荡的限制,单级超荧光光纤光源的功率提升十分困难,目前仅达到百瓦量级。基于主振荡功率放大(MOPA)方案,使用1018 nm光纤激光级联泵浦1080 nm波段的超荧光,实现了6.2 kW高功率输出。最高功率下的光光转换效率为81.5%,没有出现横模不稳定(TMI),功率提升受限于受激拉曼散射(SRS)。