利用琼斯矩阵分析了Porro棱镜的相位延迟,并根据相位延迟情况设计了补偿波片。在Porro棱镜的最大延时下,得到两对补偿波片0.57λ/0.43λ(对波长为λ的光束产生0.57×2π/0.43×2π的相位延迟)和0.93λ/0.07λ。利用琼斯矩阵仿真了两对波片的补偿情况,结果表明,0.93λ/0.07λ波片能实现补偿的方位角范围为3.6°,约为波片0.57λ/0.43λ的3.6倍,接近实际实验结果(3.1倍)。此外,较宽的角度调节范围在方便调节激光器的同时能提高激光器的稳定性,为Porro棱镜谐振腔的相位延迟补偿提供了新思路。
激光器 Porro棱镜 琼斯矩阵 相位延迟 补偿波片 中国激光
2021, 48(21): 2101004
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory on Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Institute of North Optics and Electronic, Beijing 100015, China
We present a hybrid adaptive optics system for a kW-class solid-state slab master oscillator power amplifier laser that consists of both a low-order aberration corrector and a 59-actuator deformable mirror. In this system large defocus and astigmatism of the beam are first corrected by the low-order aberration corrector and then the remaining components are compensated by the deformable mirror. With this sequential procedure it is practical to correct the phase distortions of the beam (peak to valley up to 100 μm) and the beam quality β is successfully improved to 1.9 at full power.
010.1080 Active or adoptive optics 140.5680 Rare earth and transition metal solid-state lasers 090.1000 Aberration compensation Chinese Optics Letters
2016, 14(9): 091402
华北光电技术研究所 固体激光技术重点实验室，北京 100015
弹载激光主动成像制导技术是现代战争中最重要的精确制导技术之一。其中，弹载激光主动成像激光器的研制，是当前研究的热点和难点。报道了高光束质量弹载1 064 nm激光器，用于激光主动成像。采用二极管端面带内泵浦Nd：YAG晶体，光机电一体化设计，在重复频率100 Hz时，输出激光脉冲宽度为3.005 ns，最大输出单脉冲能量3.36 mJ，输出激光光谱宽度78 pm。带内泵浦和谐振腔的优化设计，保证了良好的光束质量，光束质量因子M２在X方向为1.327，Y方向为1.354。成像结果表明：该激光器的成功研制，对高光束质量一体化固体激光器的参数设计和弹载激光器在激光主动成像中的工程应用都具有一定的指导意义。
激光器 激光主动成像制导 高光束质量 弹载 laser laser active imaging guidance high beam quality missile-borne
华北光电技术研究所 固体激光技术重点实验室, 北京 100015
单晶光纤激光器在激光医疗、激光成像、光电对抗以及人眼安全测照等领域具有重大的应用价值, 近年来成为新型固体激光源研究的热点。文章介绍了单晶光纤的制备方法, 分析了单晶光纤激光器的工作原理, 着重阐述了连续单晶光纤激光器、调Q单晶光纤激光器及种子注入单晶光纤激光放大器的技术方案和最新研究进展, 讨论了单晶光纤激光器的优点和劣势, 并对单晶光纤激光器的进一步发展进行了展望。
激光器 单晶光纤 单晶光纤连续激光器 单晶光纤调Q激光器 单晶光纤放大器 lasers single crystal fiber single crystal CW fiber laser single crystal Q-switched fiber laser single crystal fiber amplifier
华北光电技术研究所 固体激光技术重点实验室, 北京 100015
利用片状Nd:YVO4晶体为增益介质,研究了部分端面泵浦板条带内泵浦皮秒放大激光系统.发展了部分端面泵浦板条放大器的模式匹配方式,充分结合了带内泵浦和部分端面泵浦板条放大器二者的优势,最终实现了平均功率60.7 W、脉冲宽度16.8 ps、重复频率20 MHz的皮秒激光放大输出,光-光转换效率达到25.3%,当放大输出功率50 W时,光束质量因子(M2)为1.55.
全固态激光器 皮秒放大器 带内泵浦 高光束质量 solid state laser picosecond amplifier in-band pumping high beam quality 强激光与粒子束
2015, 27(6): 061001
1 华北光电技术研究所，北京100015
2 固体激光技术重点实验室，北京 100015
最大测程作为评估测距性能的综合性指标，成为影响**系统作战效能的重要因素。为了研制满足作战效能的远程激光测距系统的高光束质量窄脉冲宽度种子源，采用将传统高重频电光调Q 磷酸钛氧铷晶体应用于低重频调Q的方法，实现了重复频率25Hz、脉冲宽度18ns、单脉冲能量15mJ的输出，光束质量M2＜13。结果表明，该研究为远程激光测距系统所需窄脉冲宽度1ns～3ns、大脉冲能量200mJ、高光束质量的1064nm无水冷全固态激光源提供了合格的种子源。这一结果对高光束质量窄脉冲宽度的激光器的设计是有帮助的。
激光器 窄脉冲宽度 磷酸钛氧铷 电光调Q 高光束质量 低重复频率 lasers short pulse width RbTiOPO4 electro-optic Q-switch high beam quality low repetition rate
华北光电技术研究所固体激光技术重点实验室， 北京 100015
报道了谐振腔长达7.5 m的紧凑型被动锁模激光器，通过谐振腔的折叠设计，整个激光器被压缩为55 cm长，15 cm宽。采用二极管端面抽运Nd:YVO4晶体，经半导体可饱和吸收镜被动锁模后激光再一次通过增益晶体放大后输出。在重复频率为20 MHz时，输出激光脉冲宽度为14.2 ps，最大输出功率6.14 W,输出激光为1064 nm的基横模(TEM00)；单脉冲能量达0.3 μJ。较长的谐振腔保证了良好的光束质量，光束质量因子M2在X方向为1.17，Y方向为1.06，功率不稳定性为0.5%。
激光器 紧凑型激光器 被动锁模激光器 半导体可饱和吸收镜 二极管端面抽运 中国激光
2013, 40(10): 1002004
1 华北光电技术研究所, 北京100015
2 固体激光技术国家重点实验室, 北京100015
大功率千赫兹激光器作为雷达系统的核心部分之一, 在大气科学的研究中显得极为重要。实现大功率千赫兹激光器的可行方式之一是采用主振荡功率放大器。为了获得窄脉宽、高光束质量的千赫兹主振荡器, 采用二极管端面抽运的千赫兹电光调Q Nd∶YAG激光器的方法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了重复频率1kHz、脉冲宽度5ns、单脉冲能量2.7mJ的1064nm激光输出, 光光转换效率40%、光束质量M2=1.2。结果表明, 该研究为1kHz, 500W, 10ns绿光主振荡功率放大器提供了合格的种子源。
激光器 Nd∶YAG激光器 端面抽运 窄脉冲宽度 lasers Nd∶YAG laser end-pumped short pulse width
1 中国人民解放军61711部队，喀什 844000
2 北京工业大学 激光工程研究院，北京 100022
为了提高激光的光束质量和提供准直的平行光束，为抽运钛宝石提供优良的大功率的绿光抽运源，对激光二极管侧面抽运Nd∶YAG声光调Q腔内倍频固体激光器进行了研究。实验中采用凸平直线非稳腔，将凸面镜和增益介质热透镜效应等效为望远镜系统进行分析。由实验可知，凸平非稳腔具有较大模体积、良好的稳定性等优点；利用二类相位匹配的磷酸钛氧钾晶体进行腔内倍频，当抽运功率为200W时,获得脉宽109ns、重复频率9.3kHz、发散角小于2mrad的42W绿光输出，光光转换效率达到21％，24h长时间的工作，不稳定性小于2%。结果表明，利用非稳腔腔型，在侧面抽运的模块中可以实现高效的大功率绿光输出。
激光器 非稳腔 绿光激光器 平凸谐振腔 lasers unstable cavity green laser convex-plane resonator
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
2 中国科学院光电研究院, 北京 100080
3 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 100085
4 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
将半导体可饱和吸收体（SESAM）锁模技术与腔倒空技术结合，采用半导体端面抽运方式实现了具有高重复频率、大单脉冲能量的皮秒激光器的运转。从理论上分析了腔倒空锁模输出的机理，建立起腔倒空锁模激光器运行的物理图像，并对影响激光器倒空率的一些因素进行了研究。实验上，实现端面抽运NdYVO4晶体的SESAM连续锁模后，在锁模腔内插入BBO电光调制晶体，获得10 kHz腔倒空皮秒锁模脉冲输出。当抽运光功率为14.1 W时，输出锁模脉冲的单脉冲能量为6.5 μJ，脉冲宽度为10.4 ps。
固体激光器 半导体可饱和吸收体锁模激光器 腔倒空技术 皮秒脉冲
