1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 云南大学物理与天文学院，云南 昆明 650216
3 中国科学院云南天文台，云南 昆明 650216
4 中国科学院大学光电学院，北京 100049
5 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
开发了由高重复频率（3 kHz）高能量（3 mJ）钛蓝宝石激光器驱动的极紫外和软X射线高次谐波激光光源。该光源系统在30 nm（光子能量为~45 eV）波长附近实现了大于120 μW的平均功率，在13.46 nm波长（光子能量为~92 eV）处实现了1.9 μW的平均功率，其中在13.46 nm波长处带宽为0.124 nm的单个谐波实现了0.32 μW的平均功率。此外，在该系统中，激光功率连续12 h的不稳定性均方根小于5%，连续8 h光束指向均方根小于10 µrad。该系统在生物成像、干涉光刻和芯片检测等领域中具有重要应用。
激光器 高次谐波 极紫外激光 13.5 nm光源 软X射线 飞秒激光
1 中国科学院空天信息创新研究院光学工程研究部，北京 100094
2 中国科学院大学光电学院，北京 100094
3 中国计量大学光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018
为实现激光损伤在线显微三维形貌的快速重构，提出一种基于小波变换的改进聚焦形貌恢复（SFF）算法。利用三维聚焦评价函数逐点反演深度信息，重构光学元件激光损伤三维形貌。采用激光损伤在线显微成像装置，利用所提算法对银反射镜表面激光损伤区域进行三维形貌重构。结果表明：所提改进算法的清晰度比率、灵敏度、平缓区波动量分别为2.608、0.131、0.356，对最大深度为169.8 μm的被测区域，测量相对误差为1.56%；相比传统方法，清晰度比率提升约1倍、灵敏度提升约3倍、深度测量相对误差降至1/10，平缓区波动量可以达传统方法的1.1倍。所提算法已用于在线显微损伤判别系统的研制，实现了激光损伤三维形貌在线快速重构测量。
激光损伤 小波变换 聚焦形貌恢复 三维形貌重构 激光与光电子学进展
2023, 60(8): 0811032
1 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050
2 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
高功率固体激光技术的发展史就是一部与“废热”的斗争史, 为抑制热效应对光束质量的不利影响, 先后出现了热容激光器、薄片激光器、板条激光器以及光纤激光器, 新的增益介质形态结合先进的散热技术将激光输出功率提升至百千瓦量级。固体激光增益介质的热学性能是限制激光功率进一步取得突破的重要瓶颈。因此, 寻找具备超高热导率的激光晶体材料意义重大。本文介绍了上述四种激光器的基本原理及其在高功率激光方面取得的研究进展, 从提高增益介质材料热导率的角度出发, 对目前已有的方法和研究成果进行了分析与总结, 对超热导激光晶体研究和高功率激光技术的发展进行了展望。
高功率激光 热效应 激光晶体 超高热导率 热容激光器 薄片激光器 板条激光器 光纤激光器 high-power laser thermal effect laser crystal ultra-high thermal conductivity heat capacity laser thin disk laser slab laser fiber laser 人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1560
1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 中国科学院大学 光电学院，北京 100049
文中报道了一种基于ZnGeP2 (ZGP) 的纳秒宽调谐长波红外光参量振荡器(optical parametric oscillation, OPO)。采用重复频率50 Hz、脉冲宽度小于10 ns的1064 nm基频光泵浦基于Ⅱ类相位匹配KTP的光参量振荡器产生2.1 μm激光，进而泵浦基于Ⅰ类相位匹配的ZGP光参量振荡器产生7~11 μm长波红外输出。通过对ZGP的角度调谐获得了2.815~2.963 μm连续可调谐信号光，对应闲频光波长连续可调谐范围为7.82~9.08 μm。通过泵浦波长调谐的方式，当采用2107.13~2153.95 nm范围内的激光泵浦ZGP-OPO，获得了信号光波长范围为2.624~2.662 μm和2.745~2.956 μm的连续可调谐输出，对应闲频光范围为7.94~9.07 μm和10.20~10.82 μm。闲频光波长为8.03 μm、能量为0.8 mJ时，ZGP-OPO的泵浦光至闲频光转换效率9.4%。
光参量振荡器 长波红外激光 连续可调谐 双波段 optical parametric oscillation long-infrared laser continuous-tunable dual-band 红外与激光工程
2022, 51(5): 2021G008
1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 中国科学院大学光电学院，北京 100049
提出了一种千瓦级半导体激光器叠阵中单巴条的激光功率和光谱参量的集成测试技术。利用自主研发的光阑将激光器叠阵中任意单巴条的光束与其他巴条的光束分离，并利用积分球对分离出的单巴条光束的功率和光谱参量进行集成测试，再与整个激光器叠阵的功率和光谱参量的集成测试结果进行比对。实验结果表明：利用自主研发的光阑实现了将1 kW激光器叠阵中任意单巴条光束与其他巴条光束的分离，光阑对单巴条光束的透过率为98%；结合积分球集成测试系统实现了激光器叠阵中所有巴条的单独测试，解决了激光器叠阵中单巴条测试需要拆封的传统问题。此外该系统实现了对整个激光器叠阵的快速扫描测试，可直观反映激光器叠阵中每个巴条的情况。
测量 二极管激光器阵列 激光光束特性 积分球 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2312004
1 中国科学院 空天信息创新研究院，北京 100094
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院 软件研究所，北京 100190
介绍了一种激光二极管叠阵（LDA）侧面Zigzag泵浦多边形薄片激光放大器构型，采用三维光线追迹方法进行了详细的模拟仿真，优化设计了此放大器系统的泵浦耦合结构，主要研究了多边形增益介质的掺杂离子浓度与侧面切角对介质内部泵浦光分布的影响。在晶体厚度1.5 mm、端面口径16 mm的条件下，侧面切角在35°～65°，Nd3+掺杂浓度为0.20 at.%～0.30 at.%时，模拟仿真中Nd：YAG多边形薄片对泵浦光的吸收分布较均匀，泵浦光分布均匀性均优于0.1，同时在实验中得到了平顶的荧光分布和增益分布。介质内储能的均匀平顶分布有利于实现高功率高光束质量的激光输出，为侧面Zigzag泵浦多边形薄片激光器系统的设计与进一步实验提供了重要参考。
薄片激光器 侧面Zigzag泵浦 泵浦均匀分布 激光放大器 thin-disk laser zigzag side-pumped pump uniform distribution laser amplifier
1 中国科学院光电研究院, 北京 100094
2 国家激光器件质量监督检验中心, 北京 100094
3 中国科学院大学, 北京 100049
布鲁斯特角型偏振器在高功率激光系统有着重要的应用。为了真实反映布鲁斯特角型偏振器的性能, 分析并成功搭建了基于空气隙棱镜的消光比测量系统。采用光强同时测量的方法, 测量过程系统起偏器、样品、检偏器方位角固定, 引起误差的因素较少。通过限制入射光光束直径和探测器的位置, 提高检偏器反射出光方向的偏光性能, 提高测试精度; 在样品定位的过程中, 对光源进行实时监测, 降低测量随机误差。理论分析, 系统精度越高, 系统误差越大。当系统精度为 40 dB, 系统误差约 2%。对一样品进行 10次测量, 消光比平均值为 31.1 dB, 系统误差小于 1%, 随机误差小于 1%。
消光比测量 偏振器 偏振分光棱镜 measurement of extinction ratio, polarizer, polari
1 中国科学院光电研究院,北京 100094
2 中国科学院大学, 北京100049
3 洛阳电光设备研究所, 洛阳 471000
便携式防空系统 (MANPADs)、各类红外制导导弹等红外热寻的**是民用、军用飞机重要的威胁。随着红外成像探测器被广泛用于热寻的制导**,传统的红外干扰机、曳光弹难以形成有效对抗, 以红外波段激光作为光源的红外定向对抗(DIRCM)系统是目前对抗热寻的**的有效手段。文中回顾了目前有代表性的红外定向对抗系统, 分析阐述用于红外定向对抗系统中的激光器关键技术, 给出红外成像探器致眩区域计算方法, 并讨论展望红外对抗激光器技术的发展趋势。
红外定向对抗 便携式防空系统 光参量振荡 光泵半导体激光器 量子级联激光器 direct IR countermeasure man-portable air defense system optical parametric oscillation optically-pumped semiconductor disk laser quantum-cascade laser 红外与激光工程
2018, 47(11): 1105009
1 中国科学院光电研究院半导体泵浦激光工程中心, 北京 100094
2 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心, 北京 100094
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 中科和光(天津)应用激光技术研究所有限公司, 天津 300304
5 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 102211
采用法布里-珀罗(F-P)标准具选模的脉冲单纵模激光器虽具有结构简单紧凑以及波长可调谐的特点, 但存在输出能量对腔长变化敏感、长期稳定性差等问题。针对这些问题并根据F-P标准具产生单纵模激光的工作原理, 分析了影响此类激光器输出能量稳定性的主要因素, 得到了频率、谐振腔长与输出激光能量之间的关系, 提出了动态反馈控制腔长的能量稳定控制方法, 设计了基于现场可编程门阵列的高速数字电路能量稳定系统。利用所提控制方法对谐振腔长进行周期性调制, 采用光电二极管探测纳秒脉冲激光信号的强度。腔长调制引起的纵模频率变化直接影响输出激光信号的强度, 通过分析激光强度变化的信息, 计算腔长失谐量, 以此为依据进行实时的腔长补偿, 从而形成闭环控制系统, 实现单纵模激光的长期稳定输出。实验结果表明, 采用所提控制系统时, 纳秒脉冲单纵模激光器能量稳定性得到显著提高, 连续工作3 h的能量不稳定度达到1.3%。
激光器 单纵模 能量稳定性 现场可编程门阵列 法布里-珀罗标准具
张雪 1,2,3葛文琦 1,2,4余锦 1,2,3樊仲维 1,2,3[ ... ]林蔚然 1,2,4
1 中国科学院 光电研究院 半导体泵浦激光工程研究中心, 北京 100094
2 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心, 北京 100094
3 中国科学院大学, 北京 100094
4 中科和光(天津)应用激光技术研究所有限公司, 天津 300304
根据脉冲单纵模激光器中的关键器件F-P标准具的选模原理，定量分析了不同参数F-P标准具的加工厚度精度、角度放置精度以及腔长变化对激光器纵模选择性能产生的影响，得到了对不同参数标准具的光学厚度偏差进行补偿所需的角度偏移量，研究了入射角度对标准具中心波长偏移的影响。这些结果对于脉冲单纵模激光器的机械结构设计、器件加工允差与装配调节精度的设计具有重要意义。在线型腔F-P标准具选模激光器中，得到了最大单脉冲能量8.41 μJ，脉冲宽度32 ns，近衍射极限的单纵模激光脉冲输出。
声光调Q 单纵模 F-P标准具 选模特性 acousto-optical Q-switched single-longitudinal-mode F-P etalon character of mode selecting 强激光与粒子束
2017, 29(4): 041004
