1 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 江苏省医用光学重点实验室,江苏 苏州 215163
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123
3 长春理工大学 理学院 吉林省固体激光技术与应用重点实验室,吉林 长春 130022
提出了一种高功率及高转换效率的可调谐连续波近红外外腔单谐振光学参量振荡器。为了获得短波段近红外可调谐激光光源,基于准相位匹配晶体的光学参量振荡技术是其中一项有效的技术手段。光学参量振荡器采用连续波532 nm激光器作为泵浦源,掺杂氧化镁的周期性极化化学计量比钽酸锂(MgO:sPPLT)晶体作为准相位匹配晶体,通过在周期调谐的基础上再结合温度调谐的组合调谐方式,在8.3~8.6 μm的4个极化周期内实现了信号光807~879 nm和闲频光1352~1567 nm近红外宽波段的无跳模可调谐激光输出。通过闲频光单谐振设计,当泵浦功率5.4 W时,在8.6 μm周期处,获得了3.1 W的821 nm的近红外信号光输出,实现了57.4%的信号光光-光转换效率。当泵浦功率达到13.6 W时,在8.6 μm周期处,获得了6.8 W的高功率输出。
光学参量振荡器 MgO:sPPLT晶体 近红外激光 连续波 optical parametric oscillator MgO:sPPLT crystal near-infrared laser continuous-wave 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210654
1 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
为提高激光上下能级的粒子反转速度,采用具有高声子能量的YAG晶体作为掺杂基质,通过多声子弛豫的方式加速 6H13/2能级的粒子数消耗;同时引入与激光下能级能量相近的Tb 3+离子,实现Dy 3+∶ 6H13/2与Tb 3+∶ 7F4之间的共振能量转移,成功地减小了 6H13/2的能级寿命,首次获得了582.1 nm的黄光激光输出。通过对比Dy∶YAG与Dy-Tb∶YAG的荧光光谱,分析了Tb 3+离子掺入对激光上能级寿命的影响。
激光光学 黄光激光 半导体泵浦 Dy-Tb∶YAG; 共振能量转移 交叉弛豫 中国激光
2019, 46(11): 1101008
1 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州215163
2 苏州国科医疗科技发展有限公司, 江苏 苏州 215163
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
5 苏州图森激光有限公司, 江苏 苏州 215011
鉴于目前561 nm激光器噪声较大, 影响其实用性, 提出一种高稳定性低噪声的561 nm黄光激光器。利用NdYAG晶体得到1 123 nm基频光, 通过LBO晶体腔内倍频得到561 nm输出。理论分析了1 112 nm、1 116 nm与1 123 nm波长的阈值泵浦功率, 提出1 123 nm的单波长振荡条件, 确定谐振腔镀膜要求。根据理论计算, 设计了合理的谐振腔膜系, 通过抑制1 112 nm与1 116 nm谱线在谐振腔内的振荡实现1 123 nm谱线的单波长振荡。在泵浦功率为5 W时, 实现了561 nm激光单波长输出, 输出功率达到107 mW, 功率不稳定性达到0.7%, 噪声为1.2%。
非线性光学 高稳定性 低噪声 谐振腔膜系 nonlinear optics high stability low noise 561 nm 561 nm resonant cavity film system
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
报道了一种新型小体积的半导体激光端面抽运国产Dy∶YAG单晶的黄光激光器。根据Dy∶YAG激光晶体的特殊能级结构, 采用半导体激光抽运, 利用4F9/2→6H13/2的能级跃迁, 室温下直接获得582.7 nm的黄光激光。抽运源采用蓝光LD, 通过温控系统调节LD的工作温度, 优化中心波长至447.3 nm, 从而实现抽运光波长与Dy∶YAG晶体吸收谱线的较好匹配。在吸收抽运功率为1.4 W的条件下, 输出黄光激光的平均功率为56 mW, 最大单脉冲能量达到1.1 mJ, 对应的光光转化效率为4%, 斜率效率为5%。
激光器 黄光激光 半导体抽运
1 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
3 中国科学院大学, 北京100049
4 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
提出了全固态双共振KTP Ⅱ类相位匹配腔内和频连续波578 nm黄光激光器,利用两种增益介质YbYAG和NdYAG分别得到1030 nm和1319 nm基频谱线,通过KTP Ⅱ类临界相位匹配进行腔内和频实现了578 nm黄激光输出。实验中输出578 nm黄激光,同时输出582 nm和频光成分。通过光谱分析,该现象是由于NdYAG晶体中对应能级跃迁为R2→X3的1338 nm谱线起振,并与1030 nm谱线产生了和频作用。当YbYAG和NdYAG的抽运功率分别为10.3 W和3.7 W时,得到55 mW的黄激光输出,并且在30 min内的功率稳定性优于4.7%。利用格兰棱镜测量了基频光与和频光的偏振特性,结果表明,对于两个各向同性的激光晶体而言,谐振腔结构以及和频晶体的方位角均影响其相应基频光的偏振特性,两者均可使基频光的偏振方向向有利于和频作用的偏振方向改变。
激光光学 全固态激光器 腔内和频 Ⅱ类相位匹配 中国激光
2016, 43(10): 1001010
1 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
2 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
黄光波段的激光器在激光表演、激光钠导星、玻色爱因斯坦凝聚、激光化学、原子冷却与捕获、激光生物效应、激光医学等方面都具有重要的应用。尤其在眼科诊断和治疗方面,相比其他波长的激光,577±5 nm波段的黄色激光为眼科光凝疗法最佳光谱选择区域。近年来,黄光激光器已成为激光领域的研究热点,科研人员一直不断探索实现黄光激光的方法及其相关技术的应用,其中新型激光介质的开发成为一个重要途径。
1 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,苏州 215163
2 浙江工业大学海洋学院,杭州 310014
以3种不同的动物(3×10)血样以及21个人血液作为分析对象,采用主成分分析(PCA)结合拉曼光谱进行血液定性识别检测,通过矢量归一化对拉曼信号进行预处理,以及杠杆值与残差值得分图剔除异样点,使得人与动物血样的识别率均高于95%,并在此基础上进一步采用PCA进行动物血样之间的识别,使得个体的识别率高于90%。实验结果表明PCA在血液识别检测中具有较好的应用前景和可行性,该方法也可以为刑侦、生命科学等应用领域提高借鉴。
血液 识别 主成分分析(PCA) 拉曼光谱 blood identification principal component analysis Raman spectroscopy
1 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏 苏州 215163
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
3 中国科学院大学, 北京 100049
实验采用激光二极管阵列(LDA)端面抽运Nd∶YVO4晶体,腔内产生1064 nm 和1342 nm 双波长振荡,通过非线性晶体LBO 的I类相位匹配产生连续输出的593.5 nm 和频光。在不同的实验条件下,测量并分析了噪声特性,并用法布里-珀罗干涉仪和光束轮廓仪分别测量了593.5 nm 激光在低噪声与高噪声状态下的纵模结构与横模模式。结果表明:I类相位匹配的和频光噪声情况与其纵模结构密切相关,而抽运功率和谐振腔微调对和频光的纵模结构有很大影响。激光输出在多纵模结构不稳定时的噪声要高于多纵模结构稳定时的噪声。并且激光输出为高阶横模模式时,也会引起激光噪声的增大。
激光器 腔内和频 I类相位匹配 噪声特性 中国激光
2015, 42(10): 1002003
1 海军工程大学兵器工程系, 湖北 武汉 430033
2 海军装备部, 北京 100841
针对无线光通信工作频率高、通信频带宽、数据传输能力强、传输距离远的特点,提出建立水下无线光通信自组织网。为解决水下无线光通信点对多点通信的问题,提出了一种组合折反射镜,为建立移动自组织网(Mobile Ad hoc Network,MANET)提供条件。研究利用OPNET对按需距离向量协议(AODV)进行仿真,通过设置移动节点参数模拟水下无线光通信自组织网,分析了不同网络规模、不同节点速度、不同发包率对网络的吞吐量、时延、误比特率等性能的影响。仿真结果表明,AODV在节点速度5 m/s~10 m/s以下,网络规模10个节点左右,发包率小于20 packets/s时对网络拓扑变化的适应性较好。
光通信 水下 自组织网 协议性能 optical communication underwater Ad hoc network protocol performance
为了改善脉冲位置调制需要符号同步和数字脉冲间隔调制、双头脉冲间隔调制、多幅度脉冲间隔调制符号长度不固定所引起的接收发机结构复杂和调制器速率不固定等问题,提出将定长数字脉冲间隔调制应用于水下无线光通信系统。分析了带宽需求、传输容量,并与其它调制方式进行了比较; 在给出水下无线光通信信道模型的基础上,推导了该信道中定长数字脉冲间隔调制方式的误包率表达式。结果表明,定长数字脉冲间隔调制适用于水下无线光通信系统。
光通信 定长数字间隔脉冲调制 水下 差错性能 optical communication fixed-length digital pulse interval modulation underwater error performance