1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
将保偏全光纤环形谐振腔作为转移腔,实现了1550 nm参考激光器到1572 nm从激光器的频率稳定度转移,并研究了温度对光纤谐振腔长期稳定性的影响。理论和实验表明,仅通过压电陶瓷调谐腔长不能很好地实现频率稳定度转移。因此,提出用压电陶瓷快反馈和温控实现环形腔的稳定度转移,可使从激光器的频率稳定度在积分时间为1 s时的阿伦方差为2×10 -12,在积分时间为1000 s时的阿伦方差为5×10 -12。
激光光学 激光稳定性 频率稳定度 保偏全光纤环形谐振腔 转移腔 温度
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 空间激光信息技术研究中心, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京100049
3 上海大学 理学院, 上海 200444
4 哈尔滨工业大学 空间环境材料行为与评价技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
开展了1 915 nm高功率、高效率、窄谱宽输出的掺铥光纤激光器(TDFL)研究。基于全光纤主振荡功率放大(MOPA)结构, 采用40 W的793 nm半导体激光器泵浦纤芯直径25 μm的双包层大模场面积(LMA)掺铥光纤, 获得了最高功率12.1 W的1 915 nm窄谱宽连续种子激光输出。将8 W种子光注入掺铥光纤放大器, 在793 nm激光泵浦功率为142.9 W时, 获得了平均功率90 W的激光输出, 其中心波长为1 915.051 nm, 3 dB谱宽仅为94 pm, 斜率效率为60.2%, 光-光转换效率达63.0%。该系统在40 min运行考核时间内输出激光稳定性良好。
掺铥光纤激光器 主振荡功率放大 窄谱宽 高效率 thulium-doped fiber laser MOPA 1 915 nm 1 915 nm narrow bandwidth high efficiency 红外与激光工程
2018, 47(5): 0505001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
传统的1064 nm稳频激光器虽然能达到很高的频率稳定度和不确定度,但其体积比较庞大,系统设计比较复杂。而对于一些激光频率稳定度要求不高的实际应用,如高光谱分辨率气溶胶探测激光雷达,系统简单与缩小体积应该是更受关注的因素。利用碘分子吸收谱线并结合频率调制光谱技术建立了一套小型化的1064 nm稳频激光器,该系统结构紧凑。通过高稳定的波长计进行监测,测量频率稳定后的激光器在10000 s时的阿伦偏差精度小于0.1 MHz。该稳频的1064 nm激光器系统已被用作高光谱分辨率气溶胶探测激光雷达单频脉冲光源的种子激光器。
激光光学 激光稳频 频率调制光谱技术 激光雷达
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
搭建了一套氙灯抽运的有源反射镜钕玻璃激光放大器系统。实验研究了有源反射镜钕玻璃激光放大器的增益特性及能量提取。钕玻璃几何尺寸为380 mm×160 mm×30 mm, 掺杂浓度为2.2 %(质量分数)。充电电压为23 kV时, 实验测得系统的小信号增益系数为0.056 cm-1, 储能效率为2.0%。充电电压为22 kV时, 输出激光光斑尺寸为 126 mm ×126 mm, 脉冲宽度为5 ns；预放注入能量为6.67 J时, 激光放大系统获得最大为349 J的能量输出。系统静态波前峰谷(PV)值为8.38λ。
激光器 激光放大器 高功率激光 有源反射镜 钕玻璃 氙灯
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Fine Mechanics and Optics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A frequency-stabilized laser system at 1572 nm for space-borne carbon dioxide (CO2) detection LIDAR to realize the precise measurement of the global atmospheric CO2 concentration is presented in this Letter. A distributed-feedback laser diode serves as the master laser (ML) and is wavelength locked to the CO2 line center at 1572.0179 nm using the external frequency modulation technique. The root mean square frequency drift is suppressed to about 50 kHz at an average time of 0.1 s over 8 h. Based on optical phase-locked loops, an online seeder and an offline seeder are offset locked to the reference laser at 1572.024 and 1572.081 nm, respectively, retaining virtually the same frequency stability as the ML.
140.3425 Laser stabilization 300.6380 Spectroscopy, modulation 350.6090 Space optics 280.1910 DIAL, differential absorption lidar Chinese Optics Letters
2017, 15(3): 031401
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
设计了基于激活反射式钕玻璃激光放大器的抽运反射结构。反射式钕玻璃激光放大器的抽运结构与传统透射型阵列式片状放大器(MSA)不同，为提高氙灯背向抽运光的利用效率，抽运反射罩的排布与面型需要与结构形式匹配的优化设计。针对反射式钕玻璃激光放大器的独特结构形式，通过Matlab模拟仿真，提出了一种新型短翼仿渐开线型反射罩面型。用光学仿真软件TracePro进行配光追迹，得到了新型抽运反射罩的模拟传输效率，比平板反射器的模拟结果高17.58%。通过氙灯抽运的全尺寸反射式钕玻璃激光放大器实验装置，对优化结果进行了验证，实际效率提高约15.19%。
激光器 放大器 光线追迹 渐开线 反射罩
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
构建了一套氙灯抽运，大口径有源反射镜片状放大器实验装置。实验研究了布儒斯特角入射的有源反射镜钕玻璃放大器的增益特性。钕玻璃几何尺寸为890 mm×450 mm×50 mm，掺杂浓度为1.2%(质量分数)。最佳延时下，测得不同电压下的小信号增益系数和储能效率。充电电压为22 kV，氙灯放电脉宽为0.51 ms时，储能效率为1.94%，小信号增益系数为0.0371 cm-1。实验研究了横向放大自发辐射（ASE）和氙灯发光效率对增益特性的影响。
激光器 激光放大器 有源反射镜 布儒斯特角 氙灯
中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室， 上海 201800
采用无水乙醇低温冷却Yb:YAG片状放大器结构，验证温度对准三能级结构Yb:YAG晶体自吸收的影响。详细研究了放大器在不同条件下的放大性能。在光抽运能量为2.17 J时，单通双程的小信号增益在低温(213 K)下可达3倍；采用双通四程放大结构，小信号增益提高到9倍，获得了单脉冲能量60 mJ的信号光输出。
激光放大器 Yb:YAG晶体 无水乙醇低温冷却 双通放大器
