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RSS2005年 17卷 第05s期
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2005, 17.
摘要:
利用优化的腔设计,使谐振腔中增益介质中有大的模体积，并在高功率泵浦下具有高的热稳定性；采用热补偿环形径向侧面泵浦模块技术进行了连续Nd:YAG主动声光锁模的实验研究, 利用自行设计的锁相环反馈电路，获得输出功率10 W的稳定的锁模脉冲输出。
利用优化的腔设计,使谐振腔中增益介质中有大的模体积，并在高功率泵浦下具有高的热稳定性；采用热补偿环形径向侧面泵浦模块技术进行了连续Nd:YAG主动声光锁模的实验研究, 利用自行设计的锁相环反馈电路，获得输出功率10 W的稳定的锁模脉冲输出。
2005, 17.
摘要:
实验采用光纤耦合激光二极管泵浦，得到了二极管泵浦Nd,Cr:YAG自调Q自锁模1.064 μm激光输出，其锁模调制深度达到了近100%，其输出功率最高可达1.9 W，平均输出功率稳定性优于1%。实验表明：平均输出功率、重复频率和脉冲宽度随泵浦功率增加而上升。
实验采用光纤耦合激光二极管泵浦，得到了二极管泵浦Nd,Cr:YAG自调Q自锁模1.064 μm激光输出，其锁模调制深度达到了近100%，其输出功率最高可达1.9 W，平均输出功率稳定性优于1%。实验表明：平均输出功率、重复频率和脉冲宽度随泵浦功率增加而上升。
2005, 17.
摘要:
针对高平均功率线阵二极管激光器（DL）芯片的工作要求，开展了相应的封装结构设计和高效冷却技术研究。封装的单条线阵DL连续输出激光功率50 W，工作寿命达到5 000 h，10％占空比准连续输出激光脉冲功率150 W，25％占空比准连续输出激光脉冲功率100 W，工作寿命达到5×109次脉冲。采用模块式封装方式由25个模块堆叠，制作出了连续激光功率1 kW和20%占空比工作脉冲功率2.5 kW的叠阵二极管激光器。
针对高平均功率线阵二极管激光器（DL）芯片的工作要求，开展了相应的封装结构设计和高效冷却技术研究。封装的单条线阵DL连续输出激光功率50 W，工作寿命达到5 000 h，10％占空比准连续输出激光脉冲功率150 W，25％占空比准连续输出激光脉冲功率100 W，工作寿命达到5×109次脉冲。采用模块式封装方式由25个模块堆叠，制作出了连续激光功率1 kW和20%占空比工作脉冲功率2.5 kW的叠阵二极管激光器。
2005, 17.
摘要:
研究了室温下Yb:YAG的上转换荧光光谱，此荧光归因于Yb3+离子的“合作”发光和Yb3+离子到稀土杂质离子的能量转移。测试了Yb:YAG晶体的X射线荧光，发光峰对应于电荷迁移态到Yb3+离子的基态、激光态间的跃迁。研究了Cr,Yb:YAG晶体的荧光光谱，讨论了Cr4+激光输出的可能性。
研究了室温下Yb:YAG的上转换荧光光谱，此荧光归因于Yb3+离子的“合作”发光和Yb3+离子到稀土杂质离子的能量转移。测试了Yb:YAG晶体的X射线荧光，发光峰对应于电荷迁移态到Yb3+离子的基态、激光态间的跃迁。研究了Cr,Yb:YAG晶体的荧光光谱，讨论了Cr4+激光输出的可能性。
2005, 17.
摘要:
介绍了半导体激光器列阵的光束整形理论，设计并制作了由两个闪耀光栅阵列构成的整形光学系统，理论计算表明该系统能将激光器快、慢轴方向的光参数积变为5.7 mm·mrad和8.9 mm·mrad。在整形实验中测得变换后快、慢轴方向的光参数积分别为12 mm·mrad和9.5 mm·mrad，经透镜聚焦后能够实现与芯径200 μm，数值孔径0.22的光纤耦合。
介绍了半导体激光器列阵的光束整形理论，设计并制作了由两个闪耀光栅阵列构成的整形光学系统，理论计算表明该系统能将激光器快、慢轴方向的光参数积变为5.7 mm·mrad和8.9 mm·mrad。在整形实验中测得变换后快、慢轴方向的光参数积分别为12 mm·mrad和9.5 mm·mrad，经透镜聚焦后能够实现与芯径200 μm，数值孔径0.22的光纤耦合。
2005, 17.
摘要:
激光通过工作物质时所产生的热透镜以及应力双折射两种效应是高功率二极管泵浦激光器（DPL）的设计和优化过程中必需考虑的因素。讨论了采用有限差分光束传播法计算热透镜效应及结合材料的弹光系数矩阵计算应力双折射效应的一般方法，并具体针对长6 cm、均匀泵浦的Nd:YAG棒，计算了这两种效应对光束的影响。结果表明，由于热透镜的聚焦效应，棒中心的光场振幅在通过棒后增大了6%，棒中心与边缘产生了20个波长的相位差；同时，应力引起的双折射造成了约30%的功率损失。
激光通过工作物质时所产生的热透镜以及应力双折射两种效应是高功率二极管泵浦激光器（DPL）的设计和优化过程中必需考虑的因素。讨论了采用有限差分光束传播法计算热透镜效应及结合材料的弹光系数矩阵计算应力双折射效应的一般方法，并具体针对长6 cm、均匀泵浦的Nd:YAG棒，计算了这两种效应对光束的影响。结果表明，由于热透镜的聚焦效应，棒中心的光场振幅在通过棒后增大了6%，棒中心与边缘产生了20个波长的相位差；同时，应力引起的双折射造成了约30%的功率损失。
2005, 17.
摘要:
开展了高储能、高占空比二极管泵浦激光模块的研究工作，针对影响激光介质增益分布的相关因素进行了理论和实验研究，研制出了高占空比、高储能二极管泵浦激光模块。该模块采用了144个激光二极管对直径为Φ8 mm的Nd：YAG进行泵浦， 获得了均匀的增益分布和单脉冲能量700 mJ的储能。在该研究中，数值模拟了激光介质的增益分布，确定了激光模块的耦合结构，针对二极管线阵的高功率排热需求，研制了高效率微通道冷却结构，并完成了激光模块内部结构的模块化设计和激光模块性能参数的测试。
开展了高储能、高占空比二极管泵浦激光模块的研究工作，针对影响激光介质增益分布的相关因素进行了理论和实验研究，研制出了高占空比、高储能二极管泵浦激光模块。该模块采用了144个激光二极管对直径为Φ8 mm的Nd：YAG进行泵浦， 获得了均匀的增益分布和单脉冲能量700 mJ的储能。在该研究中，数值模拟了激光介质的增益分布，确定了激光模块的耦合结构，针对二极管线阵的高功率排热需求，研制了高效率微通道冷却结构，并完成了激光模块内部结构的模块化设计和激光模块性能参数的测试。
2005, 17.
摘要:
采用定向棱镜谐振腔、半圆柱面LD阵列交错侧向泵浦两根串接Nd:YAG激光棒、热传导冷却结构，研制出了一台工程实用的全固化激光器。定向棱镜腔内振荡光线平行于光轴的对称位置交换穿行，匀化了增益，降低了模序数；同时，定向棱镜准相位共轭特性和自准直作用在一定程度上修正波前畸变、热光楔以及热致双折射，保证了大的动态范围内热稳定性，改善了光束质量。激光器采用Cr4+:YAG被动调Q，在室温条件下，工作电流为53 A、频率10 Hz时，1.06 μm单脉冲激光能量高于150 mJ、脉宽9 ns、输出稳定度±3%、束散度2.5 mrad且光轴指向稳定，远场分布近似相干平顶高斯光束。
采用定向棱镜谐振腔、半圆柱面LD阵列交错侧向泵浦两根串接Nd:YAG激光棒、热传导冷却结构，研制出了一台工程实用的全固化激光器。定向棱镜腔内振荡光线平行于光轴的对称位置交换穿行，匀化了增益，降低了模序数；同时，定向棱镜准相位共轭特性和自准直作用在一定程度上修正波前畸变、热光楔以及热致双折射，保证了大的动态范围内热稳定性，改善了光束质量。激光器采用Cr4+:YAG被动调Q，在室温条件下，工作电流为53 A、频率10 Hz时，1.06 μm单脉冲激光能量高于150 mJ、脉宽9 ns、输出稳定度±3%、束散度2.5 mrad且光轴指向稳定，远场分布近似相干平顶高斯光束。
2005, 17.
摘要:
针对高功率二极管激光器（DL）的散热需求，对不同结构的微通道冷却器进行了模拟散热计算，优化了冷却器的结构参数。冷却器采用Cu-WCu合金复合结构，由多层金属片焊接而成，其内部散热片采用具有高热导率的无氧铜制作，上、下表面采用硬度高，热导率也较高的WCu合金制作。这种结构不仅避免了无氧铜较软、面形和棱边质量难控制的缺点，还可提高冷却器的强度，使冷却器可以做得较薄。冷却器外形尺寸为25.0 mm×12.0 mm×1.5 mm。使用连续二极管激光器板条和模拟热源对不同内部结构的微通道冷却器的热阻进行了实验测量，冷却器的热阻为0.4~0.8 K/W。研制的模块式微通道冷却器可满足连续50 W或脉冲功率120 W（20%占空比）的高功率二极管激光器板条的散热需求，堆叠的二维叠阵DL可以很好地用作高平均功率DPL的泵浦源。
针对高功率二极管激光器（DL）的散热需求，对不同结构的微通道冷却器进行了模拟散热计算，优化了冷却器的结构参数。冷却器采用Cu-WCu合金复合结构，由多层金属片焊接而成，其内部散热片采用具有高热导率的无氧铜制作，上、下表面采用硬度高，热导率也较高的WCu合金制作。这种结构不仅避免了无氧铜较软、面形和棱边质量难控制的缺点，还可提高冷却器的强度，使冷却器可以做得较薄。冷却器外形尺寸为25.0 mm×12.0 mm×1.5 mm。使用连续二极管激光器板条和模拟热源对不同内部结构的微通道冷却器的热阻进行了实验测量，冷却器的热阻为0.4~0.8 K/W。研制的模块式微通道冷却器可满足连续50 W或脉冲功率120 W（20%占空比）的高功率二极管激光器板条的散热需求，堆叠的二维叠阵DL可以很好地用作高平均功率DPL的泵浦源。
2005, 17.
摘要:
利用统计分析手段，对高功率二极管激光器封装中各工艺环节引起器件失效的原因进行了分析和归类。根据几种失效模式的分析结果，焊接空隙、结短路、腔面退化是引起高功率DL失效的主要模式，针对高功率二极管激光器失效的主要模式，对焊料沉积夹具及焊接工艺参数进行了改进和优化，大大提高了封装工艺水平，使封装的器件成品率由原来的77％提高到了85％以上。
利用统计分析手段，对高功率二极管激光器封装中各工艺环节引起器件失效的原因进行了分析和归类。根据几种失效模式的分析结果，焊接空隙、结短路、腔面退化是引起高功率DL失效的主要模式，针对高功率二极管激光器失效的主要模式，对焊料沉积夹具及焊接工艺参数进行了改进和优化，大大提高了封装工艺水平，使封装的器件成品率由原来的77％提高到了85％以上。
2005, 17.
摘要:
微通道热沉是制作在硅芯片基底背面的微细通道，其水力直径范围为10~1 000 μm。微通道具有高表面积-体积比、低热阻、低流量等特点，是一种高效散热的解决方案。一个典型应用是激光二极管列阵的致冷。然而，微通道里流体的状态和传热与宏观状态相比有很大不同，有必要开展进一步研究。论文采用商业软件CoventorWareTM建立一个平板式微通道的有限元模型，据此对微通道中流体状态及传热进行了数值计算，获得了单个微通道中流场和温度的分布。结果表明，对于2 000 μm×50 μm×500 μm的微通道，能够对500 W/cm2的热通量快速散热，热阻仅有0.042 3 K/（W·cm-2）。
微通道热沉是制作在硅芯片基底背面的微细通道，其水力直径范围为10~1 000 μm。微通道具有高表面积-体积比、低热阻、低流量等特点，是一种高效散热的解决方案。一个典型应用是激光二极管列阵的致冷。然而，微通道里流体的状态和传热与宏观状态相比有很大不同，有必要开展进一步研究。论文采用商业软件CoventorWareTM建立一个平板式微通道的有限元模型，据此对微通道中流体状态及传热进行了数值计算，获得了单个微通道中流场和温度的分布。结果表明，对于2 000 μm×50 μm×500 μm的微通道，能够对500 W/cm2的热通量快速散热，热阻仅有0.042 3 K/（W·cm-2）。
2005, 17.
摘要:
准相位匹配晶体在光参量放大过程具有更大的有效非线性系数，数值分析显示在光参量前级放大过程中就能够提供6.2×106的高增益饱和放大，参量转换效率大于25％，并基于准相位匹配的参量增益特性给出了一个全二极管激光器泵浦的亚TW级高重复频率OPCPA系统的优化设计。
准相位匹配晶体在光参量放大过程具有更大的有效非线性系数，数值分析显示在光参量前级放大过程中就能够提供6.2×106的高增益饱和放大，参量转换效率大于25％，并基于准相位匹配的参量增益特性给出了一个全二极管激光器泵浦的亚TW级高重复频率OPCPA系统的优化设计。
2005, 17.
摘要:
采用一个由快轴准直透镜和一个高反射率平面镜组成的简单外腔，在腔长为几个cm时实现了半导体激光器列阵中部分单元的锁相运行；DLA远场出现了3个瓣，每瓣发散角为10 mrad左右，对比度为50%；通过控制部分单元的输出，可以抑制旁瓣的能量。
采用一个由快轴准直透镜和一个高反射率平面镜组成的简单外腔，在腔长为几个cm时实现了半导体激光器列阵中部分单元的锁相运行；DLA远场出现了3个瓣，每瓣发散角为10 mrad左右，对比度为50%；通过控制部分单元的输出，可以抑制旁瓣的能量。
2005, 17.
摘要:
使用普通高反镜作为19个单元的半导体激光器列阵（LDA）的外腔，通过调节高反镜的位置和角度，使LDA发出的光反馈回有源层，从而压窄了输出光谱并降低了LDA的阈值电流。实验中，运行于外腔下的LDA在不同的驱动电流下的输出光谱均被压窄到了原来的1/10左右，阈值电流从7 A降到了5.5 A，并且在9 A的偏置电流下输出功率提高了2倍。
使用普通高反镜作为19个单元的半导体激光器列阵（LDA）的外腔，通过调节高反镜的位置和角度，使LDA发出的光反馈回有源层，从而压窄了输出光谱并降低了LDA的阈值电流。实验中，运行于外腔下的LDA在不同的驱动电流下的输出光谱均被压窄到了原来的1/10左右，阈值电流从7 A降到了5.5 A，并且在9 A的偏置电流下输出功率提高了2倍。
2005, 17.
摘要:
采用大口径、高功率激光二极管阵列的大型全固化二极管泵浦激光系统能够产生高功率、大能量、高重复频率和高光束质量的激光。为了实现对介质的高效泵浦，将空心透镜导管应用于大口径高功率激光二极管阵列耦合系统。基于3维光线追迹的数值计算方法，编制了LD纵向泵浦耦合系统模拟软件，对空心透镜导管进行模拟与设计，将发光面积超过100 cm2、功率达48 kW的二极管阵列发出的泵浦光，耦合到面积仅4 cm2的Nd:YLF中，在系统耦合效率超过70%的同时，增益介质表面泵浦场具有良好的均匀性。
采用大口径、高功率激光二极管阵列的大型全固化二极管泵浦激光系统能够产生高功率、大能量、高重复频率和高光束质量的激光。为了实现对介质的高效泵浦，将空心透镜导管应用于大口径高功率激光二极管阵列耦合系统。基于3维光线追迹的数值计算方法，编制了LD纵向泵浦耦合系统模拟软件，对空心透镜导管进行模拟与设计，将发光面积超过100 cm2、功率达48 kW的二极管阵列发出的泵浦光，耦合到面积仅4 cm2的Nd:YLF中，在系统耦合效率超过70%的同时，增益介质表面泵浦场具有良好的均匀性。
2005, 17.
摘要:
薄片激光器的耦合系统主要采用正交的快慢轴柱透镜及柱面反射镜对220个线阵的大尺寸二极管面阵光源进行准直和4通耦合，在泵浦区得到23 mm×27 mm的光斑，耦合效率达到85%，用CCD观测到泵浦区光斑的均匀性较好。采用光线追迹的方法从快慢轴耦合透镜和反射镜两方面进行计算模拟。泵浦模块快轴和慢轴两方向光经过相应耦合透镜后，薄片处泵浦区光强近乎平顶分布。
薄片激光器的耦合系统主要采用正交的快慢轴柱透镜及柱面反射镜对220个线阵的大尺寸二极管面阵光源进行准直和4通耦合，在泵浦区得到23 mm×27 mm的光斑，耦合效率达到85%，用CCD观测到泵浦区光斑的均匀性较好。采用光线追迹的方法从快慢轴耦合透镜和反射镜两方面进行计算模拟。泵浦模块快轴和慢轴两方向光经过相应耦合透镜后，薄片处泵浦区光强近乎平顶分布。
2005, 17.
摘要:
Nd:YAG薄片激光介质采用上表面二极管阵列泵浦，下表面冷却的工作方式，对Nd:YAG薄片激光介质和Cu冷却器建立了理论计算模型。分别计算了在不同泵浦面积的条件下薄片的温度分布和应力大小，薄片泵浦面积大小与应力的关系，以及在Nd:YAG薄片与Cu冷却器之间增加与Nd:YAG热膨胀系数相近的介质层材料对应力影响的关系。计算结果表明：在泵浦功率密度、外界温度和冷却条件一致的情况下，泵浦光泵浦整个薄片时总体应力最小，应力主要是由于Nd:YAG薄片与Cu冷却器热膨胀系数不匹配而产生的，增加介质层能改变应力大小；泵浦光泵浦部分薄片时总体应力较大，应力主要是薄片泵浦区与非泵浦区温差造成的，与介质层无关。
Nd:YAG薄片激光介质采用上表面二极管阵列泵浦，下表面冷却的工作方式，对Nd:YAG薄片激光介质和Cu冷却器建立了理论计算模型。分别计算了在不同泵浦面积的条件下薄片的温度分布和应力大小，薄片泵浦面积大小与应力的关系，以及在Nd:YAG薄片与Cu冷却器之间增加与Nd:YAG热膨胀系数相近的介质层材料对应力影响的关系。计算结果表明：在泵浦功率密度、外界温度和冷却条件一致的情况下，泵浦光泵浦整个薄片时总体应力最小，应力主要是由于Nd:YAG薄片与Cu冷却器热膨胀系数不匹配而产生的，增加介质层能改变应力大小；泵浦光泵浦部分薄片时总体应力较大，应力主要是薄片泵浦区与非泵浦区温差造成的，与介质层无关。
2005, 17.
摘要:
分析了作为放大器应用的高功率二极管泵浦模块Nd:YAG圆棒的热效应，包括热透镜效应和热致双折射所引起的退偏效应及其补偿方法。在光路中加入合适的负透镜可以对特定工作条件下激光棒的热透镜进行较好的补偿；使用两个增益和荧光分布等参数完全一致的泵浦模块作为放大级，在其间加入90°石英旋转片和4F像传递系统可以较好的补偿热致双折射所引起的退偏效应。并且对以上方法进行了实验验证，取得了良好的补偿效果，提高了泵浦模块的提取效率和激光输出功率。
分析了作为放大器应用的高功率二极管泵浦模块Nd:YAG圆棒的热效应，包括热透镜效应和热致双折射所引起的退偏效应及其补偿方法。在光路中加入合适的负透镜可以对特定工作条件下激光棒的热透镜进行较好的补偿；使用两个增益和荧光分布等参数完全一致的泵浦模块作为放大级，在其间加入90°石英旋转片和4F像传递系统可以较好的补偿热致双折射所引起的退偏效应。并且对以上方法进行了实验验证，取得了良好的补偿效果，提高了泵浦模块的提取效率和激光输出功率。
2005, 17.
摘要:
报道了V形槽硅微通道冷却器的结构和主要制作工艺，研制了冷却器样品。性能测试结果表明冷却器在供水压力为2×105 Pa时，封装面热阻尼系数为 0.051 ℃·cm2/W，能够用于封装峰值功率密度达到1 kW/cm2、工作占空比大于10%的激光二极管面阵。其冷却能力与数值模拟结果较吻合，尚存在流量较小的问题，原因可能在于导流槽内存在较大的水头损失，同时与导流槽的结构有关。
报道了V形槽硅微通道冷却器的结构和主要制作工艺，研制了冷却器样品。性能测试结果表明冷却器在供水压力为2×105 Pa时，封装面热阻尼系数为 0.051 ℃·cm2/W，能够用于封装峰值功率密度达到1 kW/cm2、工作占空比大于10%的激光二极管面阵。其冷却能力与数值模拟结果较吻合，尚存在流量较小的问题，原因可能在于导流槽内存在较大的水头损失，同时与导流槽的结构有关。
2005, 17.
摘要:
要建造大功率超强激光系统，必须将nJ量级的种子进行放大，以得到mJ量级以及更高能量的激光输出。为达到这个目的，必须使种子能量指数增加，再生腔放大器是实现这一目的的良好途径；同时，为了得到更稳定的激光输出，须采用高重复频率的泵浦源。为此，设计了一种kHz重复频率激光泵浦的再生放大器，使用15 mJ的527 nm的绿光泵浦，得到了约2.3 mJ的800 nm放大激光输出，同时，对其输出激光的光谱特性进行了测量，将带宽为40 nm的种子注入后，得到了光谱带宽约为30 nm激光输出。
要建造大功率超强激光系统，必须将nJ量级的种子进行放大，以得到mJ量级以及更高能量的激光输出。为达到这个目的，必须使种子能量指数增加，再生腔放大器是实现这一目的的良好途径；同时，为了得到更稳定的激光输出，须采用高重复频率的泵浦源。为此，设计了一种kHz重复频率激光泵浦的再生放大器，使用15 mJ的527 nm的绿光泵浦，得到了约2.3 mJ的800 nm放大激光输出，同时，对其输出激光的光谱特性进行了测量，将带宽为40 nm的种子注入后，得到了光谱带宽约为30 nm激光输出。
2005, 17.
摘要:
大功率光纤激光器作为第三代激光器的代表,在激光加工和激光武器方面有着重要应用。介绍了掺Yb3+光纤激光器的发展历程，理论上分析了光纤激光器的泵浦阈值和输出功率，讨论了实验过程中涉及到的大功率LD泵浦、光纤耦合和双包层光纤等关键技术，为同类激光器的改进设计和深入研究提供参考。
大功率光纤激光器作为第三代激光器的代表,在激光加工和激光武器方面有着重要应用。介绍了掺Yb3+光纤激光器的发展历程，理论上分析了光纤激光器的泵浦阈值和输出功率，讨论了实验过程中涉及到的大功率LD泵浦、光纤耦合和双包层光纤等关键技术，为同类激光器的改进设计和深入研究提供参考。
2005, 17.
摘要:
固体激光器是一种具有重要应用背景的高功率激光器，对包括激光波长、光束发射口径、发射功率、光束质量等在内的激光器参数的选择进行了分析，研究了大气介质的光学性质、激光大气传输效应以及激光辐射与靶目标的耦合机制与耦合效率等因素的影响。相关结果表明100 kW的固体激光器的综合效能可与2~3倍平均输出功率的DF化学激光器相当，这说明高平均功率固体激光器是一种具有潜在优势和良好发展前景的高功率激光器。
固体激光器是一种具有重要应用背景的高功率激光器，对包括激光波长、光束发射口径、发射功率、光束质量等在内的激光器参数的选择进行了分析，研究了大气介质的光学性质、激光大气传输效应以及激光辐射与靶目标的耦合机制与耦合效率等因素的影响。相关结果表明100 kW的固体激光器的综合效能可与2~3倍平均输出功率的DF化学激光器相当，这说明高平均功率固体激光器是一种具有潜在优势和良好发展前景的高功率激光器。
2005, 17.
摘要:
高平均功率二极管泵浦激光（DPL）的发展历程充满了技术创新，解决热管理问题的不同思路导致了各种不同的具体技术路线，其中包含着空间域、时间域和材料学的创新，甚至超越了全固态激光的范畴。指出了高平均功率DPL有广阔的应用前景，军民两用，类型多样。影响高平均功率DPL应用的制约因素主要是能源、有效热控等问题。
高平均功率二极管泵浦激光（DPL）的发展历程充满了技术创新，解决热管理问题的不同思路导致了各种不同的具体技术路线，其中包含着空间域、时间域和材料学的创新，甚至超越了全固态激光的范畴。指出了高平均功率DPL有广阔的应用前景，军民两用，类型多样。影响高平均功率DPL应用的制约因素主要是能源、有效热控等问题。
2005, 17.
摘要:
利用LD端泵Nd:GdVO4晶体，实现了激光器的1 063 nm连续和调Q激光输出。在连续激光输出实验中，在泵浦功率为20.2 W时，得到最高的光-光转换效率为55.0%，斜效率为59.1%，此时输出功率为11.5 W；在泵浦功率为33.7 W时，得到16.7 W的最大激光输出。在调Q实验中，当重复频率为10 kHz时，获得脉宽6.5 ns，能量340 μJ，峰值功率52.3 kW。当重复频率为30 kHz时，获得脉宽14.5 ns，平均输出功率5.18 W，峰值功率11.9 kW。
利用LD端泵Nd:GdVO4晶体，实现了激光器的1 063 nm连续和调Q激光输出。在连续激光输出实验中，在泵浦功率为20.2 W时，得到最高的光-光转换效率为55.0%，斜效率为59.1%，此时输出功率为11.5 W；在泵浦功率为33.7 W时，得到16.7 W的最大激光输出。在调Q实验中，当重复频率为10 kHz时，获得脉宽6.5 ns，能量340 μJ，峰值功率52.3 kW。当重复频率为30 kHz时，获得脉宽14.5 ns，平均输出功率5.18 W，峰值功率11.9 kW。
2005, 17.
摘要:
对激光二极管泵浦的Nd：YAG声光调Q腔内倍频固体激光器的折叠腔型进行了研究，当泵浦功率达800 W时，在V型腔上实现了脉宽为80 ns、重复频率为10 kHz、发散角为6 mrad、绿光功率为112 W的输出；在Z型腔上实现了脉宽为95 ns、重复频率为10 kHz、发散角为4 mrad、绿光功率为120 W的输出。比较两种腔型的实验结果可看出，Z型腔由于插入的光学元件较多，腔长较长，输出激光的脉宽较宽，但输出激光的光束质量有明显的提高。
对激光二极管泵浦的Nd：YAG声光调Q腔内倍频固体激光器的折叠腔型进行了研究，当泵浦功率达800 W时，在V型腔上实现了脉宽为80 ns、重复频率为10 kHz、发散角为6 mrad、绿光功率为112 W的输出；在Z型腔上实现了脉宽为95 ns、重复频率为10 kHz、发散角为4 mrad、绿光功率为120 W的输出。比较两种腔型的实验结果可看出，Z型腔由于插入的光学元件较多，腔长较长，输出激光的脉宽较宽，但输出激光的光束质量有明显的提高。
2005, 17.
摘要:
介绍了薄片式固体激光器的原理，Yb:YAG晶体的特性及其与传统棒状Nd:YAG晶体固体激光器的对比。VersaDisk固体激光器是一个功能强大的光学平台，可以实现红外（基频）、绿光（倍频）或双波长（红外和绿光）同时输出，也可以在腔内插入标准具、布儒斯特窗片、双折射滤光片来实现单频、线偏振、波长可调谐等多项传统棒状固体激光器实现不了的功能。该激光器在科研领域可以用于中红外高分辨率光谱、玻色-爱因斯坦凝聚和光镊、材料微加工、泵浦高功率Ti:sapphire激光器和染料激光器和全息、干涉、光存储等需要激光器单频特性的应用领域。
介绍了薄片式固体激光器的原理，Yb:YAG晶体的特性及其与传统棒状Nd:YAG晶体固体激光器的对比。VersaDisk固体激光器是一个功能强大的光学平台，可以实现红外（基频）、绿光（倍频）或双波长（红外和绿光）同时输出，也可以在腔内插入标准具、布儒斯特窗片、双折射滤光片来实现单频、线偏振、波长可调谐等多项传统棒状固体激光器实现不了的功能。该激光器在科研领域可以用于中红外高分辨率光谱、玻色-爱因斯坦凝聚和光镊、材料微加工、泵浦高功率Ti:sapphire激光器和染料激光器和全息、干涉、光存储等需要激光器单频特性的应用领域。
2005, 17.
摘要:
固体激光器向高平均功率发展的最大障碍是激光介质的热效应。采用薄片激光介质可以实现热流近一维分布，因而是解决固体激光器热效应的有效手段之一，但许多因素都会影响薄片的一维热分布。对薄片热分布的主要影响因素进行的计算分析表明，在均匀泵浦条件下，泵浦区径向温度的均匀性不仅和泵浦区面积与薄片厚度之比有关，而且和冷却区与泵浦区的相关尺寸有关。采用均匀耦合技术并合理设计薄片的散热冷却结构以实现热流近一维分布，用平均功率336 W的激光二极管阵列泵浦一块Nd:YAG薄片，获得了平均功率超过120 W的准连续激光输出。
固体激光器向高平均功率发展的最大障碍是激光介质的热效应。采用薄片激光介质可以实现热流近一维分布，因而是解决固体激光器热效应的有效手段之一，但许多因素都会影响薄片的一维热分布。对薄片热分布的主要影响因素进行的计算分析表明，在均匀泵浦条件下，泵浦区径向温度的均匀性不仅和泵浦区面积与薄片厚度之比有关，而且和冷却区与泵浦区的相关尺寸有关。采用均匀耦合技术并合理设计薄片的散热冷却结构以实现热流近一维分布，用平均功率336 W的激光二极管阵列泵浦一块Nd:YAG薄片，获得了平均功率超过120 W的准连续激光输出。
2005, 17.
摘要:
用国产半导体激光二极管（LD）端面泵浦Nd:YAG晶体, 通过优化激光谐振腔反射膜系，调节1 064 nm谱线的线性损耗以达到与弱谱线946 nm的增益匹配，在室温下实现1 064 nm和946 nm双波长连续运转，并通过I类临界相位匹配LBO晶体腔内和频在国内首次实现500.8 nm青色激光连续输出。当泵浦注入功率为1.4W时和频青色激光最大输出达20 mW，光-光转换效率为1.4%，功率稳定性24 h内优于±3%。
用国产半导体激光二极管（LD）端面泵浦Nd:YAG晶体, 通过优化激光谐振腔反射膜系，调节1 064 nm谱线的线性损耗以达到与弱谱线946 nm的增益匹配，在室温下实现1 064 nm和946 nm双波长连续运转，并通过I类临界相位匹配LBO晶体腔内和频在国内首次实现500.8 nm青色激光连续输出。当泵浦注入功率为1.4W时和频青色激光最大输出达20 mW，光-光转换效率为1.4%，功率稳定性24 h内优于±3%。
2005, 17.
摘要:
二极管泵浦Nd:YAG棒双通放大器采用两个峰值功率6.5 kW激光泵浦模块作为泵浦源。每个激光泵浦模块由81个二极管激光器组成，Nd:YAG棒直径为6 mm，Nd掺杂质量分数1%。在两个封装方式和结构一致的激光泵浦模块之间采用光学像传递和插入90°石英旋转片进行退偏补偿。在重复频率400 Hz，谐振腔输出单脉冲能量6 mJ时，双通输出400 mJ，激光器光-光转换效率为12.3%，光束质量4.6，脉宽15 ns。
二极管泵浦Nd:YAG棒双通放大器采用两个峰值功率6.5 kW激光泵浦模块作为泵浦源。每个激光泵浦模块由81个二极管激光器组成，Nd:YAG棒直径为6 mm，Nd掺杂质量分数1%。在两个封装方式和结构一致的激光泵浦模块之间采用光学像传递和插入90°石英旋转片进行退偏补偿。在重复频率400 Hz，谐振腔输出单脉冲能量6 mJ时，双通输出400 mJ，激光器光-光转换效率为12.3%，光束质量4.6，脉宽15 ns。
2005, 17.
摘要:
kW级固体热容激光器的电源系统由大功率高压恒流充电单元、储能单元、放电控制单元、脉冲氙灯与预燃单元、总控与测量单元等部分组成。实际应用表明，该系统已达到了单脉冲输出能量7.5 kJ，重复工作频率10 Hz的设计指标，并具有平均功率高、效率高、可靠性好等特点。
kW级固体热容激光器的电源系统由大功率高压恒流充电单元、储能单元、放电控制单元、脉冲氙灯与预燃单元、总控与测量单元等部分组成。实际应用表明，该系统已达到了单脉冲输出能量7.5 kJ，重复工作频率10 Hz的设计指标，并具有平均功率高、效率高、可靠性好等特点。
2005, 17.
摘要:
四个LDA侧面泵浦的Nd3+:YLF激光放大器构成的高增益放大系统，采用双通放大结构，有效抑制了自激辐射，具有较高的信噪比和能量转化效率，实现了对nJ量级注入脉冲的106以上的高增益放大，具有良好的近场分布与能量稳定性。对系统的工作特性进行了研究，实现了工程化设计，已成功应用于大型ICF驱动器的能量预放大级。
四个LDA侧面泵浦的Nd3+:YLF激光放大器构成的高增益放大系统，采用双通放大结构，有效抑制了自激辐射，具有较高的信噪比和能量转化效率，实现了对nJ量级注入脉冲的106以上的高增益放大，具有良好的近场分布与能量稳定性。对系统的工作特性进行了研究，实现了工程化设计，已成功应用于大型ICF驱动器的能量预放大级。
2005, 17.
摘要:
报道了一个高效率连续波和调Q高重频两种运行方式的Tm,Ho:GdVO4激光器。Tm,Ho:GdVO4晶体尺寸4 mm×4 mm×7 mm，a轴通光，液氮制冷到100 K，由发射中心波长为793 nm的光纤耦合激光二极管端面泵浦。Tm,Ho:GdVO4激光连续波输出功率4.0 W，光光转换效率26%。声光调Q条件下输出平均高功率3.9 W，脉冲重复频率10 kHz，脉冲宽度50 ns。 通过减小声光Q开关的开启时间，激光脉冲宽度由50 ns减小至23 ns。在10 kHz重频下，测量最大脉冲能量0.39 mJ , 峰值功率7.8 kW。
报道了一个高效率连续波和调Q高重频两种运行方式的Tm,Ho:GdVO4激光器。Tm,Ho:GdVO4晶体尺寸4 mm×4 mm×7 mm，a轴通光，液氮制冷到100 K，由发射中心波长为793 nm的光纤耦合激光二极管端面泵浦。Tm,Ho:GdVO4激光连续波输出功率4.0 W，光光转换效率26%。声光调Q条件下输出平均高功率3.9 W，脉冲重复频率10 kHz，脉冲宽度50 ns。 通过减小声光Q开关的开启时间，激光脉冲宽度由50 ns减小至23 ns。在10 kHz重频下，测量最大脉冲能量0.39 mJ , 峰值功率7.8 kW。
2005, 17.
摘要:
通过实验详细测量了水温、工作电流对二极管激光器发射波长的影响；采用光线追踪法模拟计算出在不同泵浦参数下半导体泵浦光在Nd:YAG棒内的分布情况，得到了圆周上泵浦模块的个数，泵浦光发散角等因素对泵浦光分布均匀性的影响。采用直接泵浦方式，分别设计了二种不同功率水平的半导体泵浦的Nd:YAG固体激光器聚光腔，得到了170和800 W的输出功率，并对激光器的输出特性进行详细测量，最大光-光转换效率达37%，电-光转换效率约为16%。
通过实验详细测量了水温、工作电流对二极管激光器发射波长的影响；采用光线追踪法模拟计算出在不同泵浦参数下半导体泵浦光在Nd:YAG棒内的分布情况，得到了圆周上泵浦模块的个数，泵浦光发散角等因素对泵浦光分布均匀性的影响。采用直接泵浦方式，分别设计了二种不同功率水平的半导体泵浦的Nd:YAG固体激光器聚光腔，得到了170和800 W的输出功率，并对激光器的输出特性进行详细测量，最大光-光转换效率达37%，电-光转换效率约为16%。
2005, 17.
摘要:
介绍了热容激光技术的发展历史及现状，介绍了固体激光器热容方式工作的基本原理，报道了二极管泵浦Nd:YAG圆片激光器热容方式工作的实验结果。用热像仪测量了激光器工作时增益介质通光面上的温度分布特性；采用干涉测量的方法测量了工作中的增益介质的与光束传输方向相垂直的方向上的折射率分布特性；结果表明片状固体增益介质热容方式工作对振荡光束波前畸变影响很小。给出了与光束传输方向相垂直的截面上增益介质的荧光分布。得到输出平均功率达47.5 W，此时的光-光转换效率为17%。
介绍了热容激光技术的发展历史及现状，介绍了固体激光器热容方式工作的基本原理，报道了二极管泵浦Nd:YAG圆片激光器热容方式工作的实验结果。用热像仪测量了激光器工作时增益介质通光面上的温度分布特性；采用干涉测量的方法测量了工作中的增益介质的与光束传输方向相垂直的方向上的折射率分布特性；结果表明片状固体增益介质热容方式工作对振荡光束波前畸变影响很小。给出了与光束传输方向相垂直的截面上增益介质的荧光分布。得到输出平均功率达47.5 W，此时的光-光转换效率为17%。
2005, 17.
摘要:
近年来高能固体激光器研究及小型电源技术取得了很大的进展，使得利用电源提供能量的高能激光器在近期的应用成为可望实现的目标。但由于高能激光系统设计复杂，且造价高，需要在激光系统设计制造之前对系统性价比进行优化，并对系统性能进行评估。其中选择激光器主要考虑激光波长位于大气窗口，使得经大气传输后激光能量衰减尽可能小；光学系统设计主要考虑物理光学效应的限制及增加自适应光学系统对大气效应引起的光束畸变进行校正。大气传输与补偿模拟程序可对包括高能激光系统、激光大气传输效应等进行全程数值模拟，从而可在高能激光系统设计制造之前对系统性能进行评估，或对现有高能激光系统性能及其对靶目标的损伤效果进行评估。
近年来高能固体激光器研究及小型电源技术取得了很大的进展，使得利用电源提供能量的高能激光器在近期的应用成为可望实现的目标。但由于高能激光系统设计复杂，且造价高，需要在激光系统设计制造之前对系统性价比进行优化，并对系统性能进行评估。其中选择激光器主要考虑激光波长位于大气窗口，使得经大气传输后激光能量衰减尽可能小；光学系统设计主要考虑物理光学效应的限制及增加自适应光学系统对大气效应引起的光束畸变进行校正。大气传输与补偿模拟程序可对包括高能激光系统、激光大气传输效应等进行全程数值模拟，从而可在高能激光系统设计制造之前对系统性能进行评估，或对现有高能激光系统性能及其对靶目标的损伤效果进行评估。
2005, 17.
摘要:
对二极管泵浦Nd:YAG板条双通放大器进行了理论设计和数值计算。在注入能量1 mJ，小信号增益为0.23 cm -1时理论计算结果为双通放大器输出能量为229.8 mJ。实验在10 Hz时获得单脉冲输出能量216 mJ；400 Hz时获得单脉冲输出能量203.4 mJ，光束质量因子小于5，激光脉宽为16.9 ns。实验结果与理论计算基本吻合。用相位共轭镜取代0°全反镜，超高斯镜取代振荡级输出镜，并采用镜面均匀的光学器件可以改善光束质量及光斑均匀性。
对二极管泵浦Nd:YAG板条双通放大器进行了理论设计和数值计算。在注入能量1 mJ，小信号增益为0.23 cm -1时理论计算结果为双通放大器输出能量为229.8 mJ。实验在10 Hz时获得单脉冲输出能量216 mJ；400 Hz时获得单脉冲输出能量203.4 mJ，光束质量因子小于5，激光脉宽为16.9 ns。实验结果与理论计算基本吻合。用相位共轭镜取代0°全反镜，超高斯镜取代振荡级输出镜，并采用镜面均匀的光学器件可以改善光束质量及光斑均匀性。
2005, 17.
摘要:
开展了热容二极管泵浦固体激光器理论和实验研究，针对热容工作模式下工作物质的激光特性进行了初步分析，数值模拟了激光介质增益分布及温度场、应力场分布，初步完成了热容激光器实验平台的建立，在平均泵浦功率1.25 kW的激励条件下获得了大于300 W的激光输出，连续出光时间为5 s，占空比为15%，光-光转换效率约为25%。
开展了热容二极管泵浦固体激光器理论和实验研究，针对热容工作模式下工作物质的激光特性进行了初步分析，数值模拟了激光介质增益分布及温度场、应力场分布，初步完成了热容激光器实验平台的建立，在平均泵浦功率1.25 kW的激励条件下获得了大于300 W的激光输出，连续出光时间为5 s，占空比为15%，光-光转换效率约为25%。
2005, 17.
摘要:
采用顶部籽晶生长法从K2Mo3O10-B2O3助熔剂中生长出15 mm×15 mm×25 mm优质TmxGd1－xAl3(BO3)4(x=1,0.06)晶体。利用X射线单晶衍射仪测定了TmAl3(BO3)4晶体的结构。对Tm3+:GAB晶体进行定向切割，测量得到了σ和π方向的偏振的吸收和发射光谱,并根据Judd-Ofelt理论计算了Tm3+在GdAl3(BO3)4中的J-O参数、各个能级的振子强度、自发辐射几率、荧光分支比等参数。
采用顶部籽晶生长法从K2Mo3O10-B2O3助熔剂中生长出15 mm×15 mm×25 mm优质TmxGd1－xAl3(BO3)4(x=1,0.06)晶体。利用X射线单晶衍射仪测定了TmAl3(BO3)4晶体的结构。对Tm3+:GAB晶体进行定向切割，测量得到了σ和π方向的偏振的吸收和发射光谱,并根据Judd-Ofelt理论计算了Tm3+在GdAl3(BO3)4中的J-O参数、各个能级的振子强度、自发辐射几率、荧光分支比等参数。
2005, 17.
摘要:
用电子束蒸发方法在三种不同取向的三硼酸锂（LiB3O5，简称LBO）晶体上沉积了ZrO2薄膜。采用分光光度计和X射线衍射技术对LBO晶体基底结构对薄膜光学性质和显微结构的影响进行了研究。实验结果表明：基底结构对薄膜的显微结构和光学性质具有明显影响，即X-LBO，Y-LBO和Z-LBO上沉积的ZrO2薄膜分别沿m(－212)，m(021)和o(130)择优生长，且m(021)择优取向的ZrO2薄膜具有最高的折射率和最小的晶格不匹配。
用电子束蒸发方法在三种不同取向的三硼酸锂（LiB3O5，简称LBO）晶体上沉积了ZrO2薄膜。采用分光光度计和X射线衍射技术对LBO晶体基底结构对薄膜光学性质和显微结构的影响进行了研究。实验结果表明：基底结构对薄膜的显微结构和光学性质具有明显影响，即X-LBO，Y-LBO和Z-LBO上沉积的ZrO2薄膜分别沿m(－212)，m(021)和o(130)择优生长，且m(021)择优取向的ZrO2薄膜具有最高的折射率和最小的晶格不匹配。
2005, 17.
摘要:
报道了LD纵向泵浦Nd:YVO4晶体，经腔内和频得到593 nm激光输出的实验研究。采用一个线性平凹腔实现了1 064 nm和1 342 nm双波长连续波振荡，利用LBO腔内和频产生593 nm激光输出。在泵浦功率为1.4 W时得到593 nm的输出功率为70 mW。593 nm光束远场发散角小于1 mrad，光斑椭圆度为0.999，且具有低噪声输出特性。实验结果表明，该结构激光器是获得衍射极限全固体黄激光器的实用方法。
报道了LD纵向泵浦Nd:YVO4晶体，经腔内和频得到593 nm激光输出的实验研究。采用一个线性平凹腔实现了1 064 nm和1 342 nm双波长连续波振荡，利用LBO腔内和频产生593 nm激光输出。在泵浦功率为1.4 W时得到593 nm的输出功率为70 mW。593 nm光束远场发散角小于1 mrad，光斑椭圆度为0.999，且具有低噪声输出特性。实验结果表明，该结构激光器是获得衍射极限全固体黄激光器的实用方法。
2005, 17.
摘要:
Nd:YAG最强的跃迁发生在 1 064 nm，其荧光线宽大多为4～6 cm-1，故Nd:YAG激光器通常将产生 1 064 nm多纵模输出。为获得1 319 nm输出，对主要元件的特殊膜层进行了设计，从而抑制了其他波长在腔内的振荡。讨论了标准具的波长调谐和纵模选择特性，通过调整标准具的倾角实现了对波长的调谐，通过两块厚度不同的标准具组合实现了3个连续纵模的选择，这样使得1 319 nm激光器能获得3个连续纵模的输出。
Nd:YAG最强的跃迁发生在 1 064 nm，其荧光线宽大多为4～6 cm-1，故Nd:YAG激光器通常将产生 1 064 nm多纵模输出。为获得1 319 nm输出，对主要元件的特殊膜层进行了设计，从而抑制了其他波长在腔内的振荡。讨论了标准具的波长调谐和纵模选择特性，通过调整标准具的倾角实现了对波长的调谐，通过两块厚度不同的标准具组合实现了3个连续纵模的选择，这样使得1 319 nm激光器能获得3个连续纵模的输出。
2005, 17.
摘要:
指出了膜料色散、膜层折射率非均匀性以及膜厚控制误差积累等是导致半波孔产生的几个因素，其中膜层厚度周期性误差积累和敏感层厚度误差是导致半波孔的主要因素，还指出了半波孔的大小与膜系结构有关。借助计算机做了相应的数值计算，并从理论上进行了深入分析。针对这些因素采取相应的措施，设计和制备了倍频波长分离膜，有效地消除了半波孔。并给出了理论和实验光谱曲线，二者有很好的一致性。
指出了膜料色散、膜层折射率非均匀性以及膜厚控制误差积累等是导致半波孔产生的几个因素，其中膜层厚度周期性误差积累和敏感层厚度误差是导致半波孔的主要因素，还指出了半波孔的大小与膜系结构有关。借助计算机做了相应的数值计算，并从理论上进行了深入分析。针对这些因素采取相应的措施，设计和制备了倍频波长分离膜，有效地消除了半波孔。并给出了理论和实验光谱曲线，二者有很好的一致性。
2005, 17.
摘要:
以1 030 nm高反，940，980 nm高透的波长分离膜作为实例，为提高该薄膜元件的波长分离效果，从膜系的优化方面做了一系列的研究，诸如采用带通滤光片的设计思想，在膜堆两侧加入了匹配层，调整膜堆的周期厚度，并用膜系设计软件对通带作进一步的优化。通过这一系列的优化设计后，利用RF双离子束溅射工艺在BK7玻璃基底上沉积样品薄膜，并在基底背面加镀通带增透膜。结果显示，透射带在940和980 nm处的透过率分别为97.73%和93.63%，反射带在1 030 nm的反射率为99.99%。对所制备的样品薄膜进行了激光损伤阈值测量，得到了35 J/cm2（1 064 nm,12 ns）的结果。
以1 030 nm高反，940，980 nm高透的波长分离膜作为实例，为提高该薄膜元件的波长分离效果，从膜系的优化方面做了一系列的研究，诸如采用带通滤光片的设计思想，在膜堆两侧加入了匹配层，调整膜堆的周期厚度，并用膜系设计软件对通带作进一步的优化。通过这一系列的优化设计后，利用RF双离子束溅射工艺在BK7玻璃基底上沉积样品薄膜，并在基底背面加镀通带增透膜。结果显示，透射带在940和980 nm处的透过率分别为97.73%和93.63%，反射带在1 030 nm的反射率为99.99%。对所制备的样品薄膜进行了激光损伤阈值测量，得到了35 J/cm2（1 064 nm,12 ns）的结果。
2005, 17.
摘要:
从激光晶体低增益谱线的运转机理出发，对LD泵浦Nd∶YAG，LBO腔内倍频556 nm激光器所使用的光学薄膜进行了研制。在激光反射镜的设计上，为保证基频光1 112 nm的高效振荡，并获得高的倍频556 nm激光输出，对膜系要求进行了深入分析。采用离子束反应溅射和离子辅助沉积的方法，运用时间监控膜厚法成功置备出556 nm激光器所使用的特殊的全介质激光反射膜，在国内首次实现了1 112 nm激光高效振荡，通过LBO腔内倍频，在2 W的LD泵浦功率下获得102 mW 556 nm激光输出。
从激光晶体低增益谱线的运转机理出发，对LD泵浦Nd∶YAG，LBO腔内倍频556 nm激光器所使用的光学薄膜进行了研制。在激光反射镜的设计上，为保证基频光1 112 nm的高效振荡，并获得高的倍频556 nm激光输出，对膜系要求进行了深入分析。采用离子束反应溅射和离子辅助沉积的方法，运用时间监控膜厚法成功置备出556 nm激光器所使用的特殊的全介质激光反射膜，在国内首次实现了1 112 nm激光高效振荡，通过LBO腔内倍频，在2 W的LD泵浦功率下获得102 mW 556 nm激光输出。
2005, 17.
摘要:
报导了利用Tm,Ho:GdVO4激光器抽运双谐振ZnGeP2光参量振荡器实验研究。Tm(5%),Ho(0.5%):GdVO4晶体采用液氮制冷方式，工作在77 K温度条件下。以25 W波长为800 nm的光纤耦合激光二极管抽运，2 μm激光最大平均功率7 W，脉冲宽度小于30 ns， 脉冲重复频率5 kHz到20 kHz可调。非线性频率转换晶体ZnGeP2长15 mm，55°切割，OPO谐振腔为平平腔，腔长约25 mm。在5 W的2 μm激光抽运下,脉冲重复频率10 kHz，实现了信号光3.7 μm及闲频光4.5 μm中红外激光输出，参量光脉冲宽度为15~17 ns，最大平均功率大于1.2 W，光-光转换效率为20%。测量参量光输出光束全宽度远场发散角4 mrad，光束质量M 2因子小于3。
报导了利用Tm,Ho:GdVO4激光器抽运双谐振ZnGeP2光参量振荡器实验研究。Tm(5%),Ho(0.5%):GdVO4晶体采用液氮制冷方式，工作在77 K温度条件下。以25 W波长为800 nm的光纤耦合激光二极管抽运，2 μm激光最大平均功率7 W，脉冲宽度小于30 ns， 脉冲重复频率5 kHz到20 kHz可调。非线性频率转换晶体ZnGeP2长15 mm，55°切割，OPO谐振腔为平平腔，腔长约25 mm。在5 W的2 μm激光抽运下,脉冲重复频率10 kHz，实现了信号光3.7 μm及闲频光4.5 μm中红外激光输出，参量光脉冲宽度为15~17 ns，最大平均功率大于1.2 W，光-光转换效率为20%。测量参量光输出光束全宽度远场发散角4 mrad，光束质量M 2因子小于3。
2005, 17.
摘要:
使用脉宽12 ns，频率10 Hz的1064 nm调Q Nd：YAG激光器，研究了高反射膜在重复率激光作用下的损伤的累积效应。实验发现，高反射膜的损伤阈值随辐照脉冲数增加而降低，表现出明显的累积效应。通过对损伤阈值和损伤概率以及辐照次数的统计性研究，并结合单脉冲辐照的结果，说明了存在于薄膜中微小的缺陷参与了多脉冲激光对薄膜的损伤过程。可用预损伤机制解释实验结果。得到了关于IBS制备的高反射膜的损伤阈值和照射次数的关系式，并用实验结果进行验证，发现具有很好的一致性。实验过程中样品的损伤形貌通过Nomarski偏光显微镜进行了观察，发现是典型的缺陷损伤。
使用脉宽12 ns，频率10 Hz的1064 nm调Q Nd：YAG激光器，研究了高反射膜在重复率激光作用下的损伤的累积效应。实验发现，高反射膜的损伤阈值随辐照脉冲数增加而降低，表现出明显的累积效应。通过对损伤阈值和损伤概率以及辐照次数的统计性研究，并结合单脉冲辐照的结果，说明了存在于薄膜中微小的缺陷参与了多脉冲激光对薄膜的损伤过程。可用预损伤机制解释实验结果。得到了关于IBS制备的高反射膜的损伤阈值和照射次数的关系式，并用实验结果进行验证，发现具有很好的一致性。实验过程中样品的损伤形貌通过Nomarski偏光显微镜进行了观察，发现是典型的缺陷损伤。
2005, 17.
摘要:
将kHz高功率固体激光器增益介质当作厚透镜处理，建立了热透镜效应分析的理论模型，使用矩阵的方法对等效热透镜腔进行分析。对增益介质抽运均匀性进行了改善，通过分析模拟计算结果，设计了混合非稳腔结构，选择了最佳凸面镜曲率半径对热透镜效应进行补偿。试验结果表明，补偿效果明显，kHz高功率全固态激光器的光束发散角优于1.3 mrad。
将kHz高功率固体激光器增益介质当作厚透镜处理，建立了热透镜效应分析的理论模型，使用矩阵的方法对等效热透镜腔进行分析。对增益介质抽运均匀性进行了改善，通过分析模拟计算结果，设计了混合非稳腔结构，选择了最佳凸面镜曲率半径对热透镜效应进行补偿。试验结果表明，补偿效果明显，kHz高功率全固态激光器的光束发散角优于1.3 mrad。
2005, 17.
摘要:
为模拟激光介质的温度、热应力的分布和变化，建立了激光介质热力学计算模型。该模型从激光介质的瞬态导热微分方程出发，得到沿纵向的热沉积功率密度，并将其作为该微元段的热载荷，加载到该微元段的泵浦区。考虑热容值、热导率、热膨胀系数和弹性模量等与温度的关系，得到激光介质的温度分布和变化，以及热应力的分布和变化。为热容激光器的实验和设计提供参考依据。
为模拟激光介质的温度、热应力的分布和变化，建立了激光介质热力学计算模型。该模型从激光介质的瞬态导热微分方程出发，得到沿纵向的热沉积功率密度，并将其作为该微元段的热载荷，加载到该微元段的泵浦区。考虑热容值、热导率、热膨胀系数和弹性模量等与温度的关系，得到激光介质的温度分布和变化，以及热应力的分布和变化。为热容激光器的实验和设计提供参考依据。
2005, 17.
摘要:
概述了2μm激光器的发展状况及应用背景， 通过对2μm激光两种实现方式的比较，最终采用了可调谐方式间接获得2 μm激光的方案。以1.06 μm激光为泵浦源，采用二极管泵浦腔内OPO的方案能有效提高泵浦峰值功率密度，有利于实现高重复频率2 μm激光输出。利用KTP晶体在特定切割角度下实现波长简并输出，合理设计OPO腔，可以有效提高2 μm激光的输出效率。同时进行了激光输出实验，实现了功率11.2 W的2 μm波长激光输出。
概述了2μm激光器的发展状况及应用背景， 通过对2μm激光两种实现方式的比较，最终采用了可调谐方式间接获得2 μm激光的方案。以1.06 μm激光为泵浦源，采用二极管泵浦腔内OPO的方案能有效提高泵浦峰值功率密度，有利于实现高重复频率2 μm激光输出。利用KTP晶体在特定切割角度下实现波长简并输出，合理设计OPO腔，可以有效提高2 μm激光的输出效率。同时进行了激光输出实验，实现了功率11.2 W的2 μm波长激光输出。
2005, 17.
摘要:
基于非线性光学耦合波方程组建立了聚焦泵浦条件下熔石英玻璃材料中SBS过程的物理模型并编制了相应的数值求解程序，研究了SBS介质内激光场的时空发展特征，从而试图揭示SBS介质的内在破坏机制并寻求相应的加固措施。通过数值模拟程序研究了焦点处激光功率密度以及SBS反射率与激光能量的依赖关系，发现SBS对介质内的激光场具有“限幅”作用，即在注入能量大幅度提升的情况下，内部的激光场强度只有较小的增加，这种机制使大能量的固体介质PCM成为可能。分析激光脉宽以及耦合透镜焦距等参数对SBS过程的影响发现，精细选择系统参数，在熔石英玻璃材料中有可能无损伤地实现高效的SBS过程。
基于非线性光学耦合波方程组建立了聚焦泵浦条件下熔石英玻璃材料中SBS过程的物理模型并编制了相应的数值求解程序，研究了SBS介质内激光场的时空发展特征，从而试图揭示SBS介质的内在破坏机制并寻求相应的加固措施。通过数值模拟程序研究了焦点处激光功率密度以及SBS反射率与激光能量的依赖关系，发现SBS对介质内的激光场具有“限幅”作用，即在注入能量大幅度提升的情况下，内部的激光场强度只有较小的增加，这种机制使大能量的固体介质PCM成为可能。分析激光脉宽以及耦合透镜焦距等参数对SBS过程的影响发现，精细选择系统参数，在熔石英玻璃材料中有可能无损伤地实现高效的SBS过程。
2005, 17.
摘要:
采用多模Nd:YAG激光器泵浦非临界相位匹配的KTP-OPO，获得了光束角2.3 mrad、输出能量400 mJ、平均功率12 W、光-光转换效率40%的1 572 nm激光。泵浦源的参数为：能量1 J、重复频率30 Hz。分析认为：采用KTP OPO将Nd:YAG激光器的1 μm激光转换到人眼安全波段的方法是获得1.5 μm激光的最有效的手段之一；非临界相位匹配的KTP-OPO的主要优点是大的接受角和无走离，因此即使多纵模激光泵浦情况下也可以获得很高的转换效率。
采用多模Nd:YAG激光器泵浦非临界相位匹配的KTP-OPO，获得了光束角2.3 mrad、输出能量400 mJ、平均功率12 W、光-光转换效率40%的1 572 nm激光。泵浦源的参数为：能量1 J、重复频率30 Hz。分析认为：采用KTP OPO将Nd:YAG激光器的1 μm激光转换到人眼安全波段的方法是获得1.5 μm激光的最有效的手段之一；非临界相位匹配的KTP-OPO的主要优点是大的接受角和无走离，因此即使多纵模激光泵浦情况下也可以获得很高的转换效率。
2005, 17.
摘要:
报告了分散红共聚物膜HMMM-DR1，HMMM-DR19和偶氮侧链聚合物膜PCN6和PCN2的合成和制备, 并以HMMM-DR1和PCN6为代表比较研究了这两种具有不同吸收性质材料的全光极化特性，研究了他们的实时极化和弛豫过程，对他们的全光极化性质作了最基本的表征。研究了倍频光吸收对薄膜光极化效率的影响，讨论了偶氮聚合物材料光诱导二阶非线性极化率的效率和倍频光透射率之间的折衷关系，这对实用化的全光器件的研制是至关重要的。实验确证了在PCN6薄膜中实现了准相位匹配。对厚膜中光诱导二阶非线性极化率的弛豫抑制效应作出解释。
报告了分散红共聚物膜HMMM-DR1，HMMM-DR19和偶氮侧链聚合物膜PCN6和PCN2的合成和制备, 并以HMMM-DR1和PCN6为代表比较研究了这两种具有不同吸收性质材料的全光极化特性，研究了他们的实时极化和弛豫过程，对他们的全光极化性质作了最基本的表征。研究了倍频光吸收对薄膜光极化效率的影响，讨论了偶氮聚合物材料光诱导二阶非线性极化率的效率和倍频光透射率之间的折衷关系，这对实用化的全光器件的研制是至关重要的。实验确证了在PCN6薄膜中实现了准相位匹配。对厚膜中光诱导二阶非线性极化率的弛豫抑制效应作出解释。
