上海工程技术大学 机械与汽车工程学院,上海 201620
为了能够准确地反映出激光雷达接收的光信号, 需要对其使用的光电倍增管的后脉冲特性进行校正和标定。采用后脉冲概率分布函数分别对波长为486nm和532nm的机载海洋激光雷达测深数据进行理论分析和实验验证, 并将校正结果与蒙特卡洛仿真模拟得到的数据进行比较。结果表明, 利用后脉冲概率分布函数校正后的数据与蒙特卡洛仿真模拟得到的数据相关性分别高达0.9689(486nm), 0.8648(532nm), 校正后的数据与校正前相比分别去除了约98m(486nm)和33m(532nm)的假信号, 有效地提高了海洋激光雷达测量的准确度。该研究对于准确测量海洋深度、海底地貌特征等海洋特性有一定的推动作用。
探测器 后脉冲校正 后脉冲概率分布 光电倍增管 detectors afterpulse correction probability distribution of afterpulse photomultiplier tube
上海工程技术大学 机械与汽车工程学院， 上海 201620
以主动镜背冷结构Yb∶YAG为研究对象，借助有限元分析软件，并根据Yb∶YAG的三能级结构特点，系统分析比较了不同泵浦光特性和冷却条件下激光晶体内部稳态和瞬态下的温度及应力分布。分析结果表明，泵浦光的均匀性对激光晶体内部的温度梯度有较大影响，此外，同等泵浦和冷却条件下，瞬态下的温度梯度峰值大于稳态下的温度梯度峰值。分析结果对于固体激光器的设计有一定的借鉴作用。
主动镜结构 热效应 有限元分析 Yb∶YAG Yb∶YAG active-mirror structure thermal effect finite element analysis
1 东华大学 信息科学与技术学院, 上海 201620
2 上海工程技术大学 机械工程学院, 上海 201620
激光超声技术能够在材料表面形成超声波, 是实现材料缺陷无损检测的重要环节。借助Abaqus有限元分析工具, 基于激光超声热弹机制建立了轴对称铝板的表面缺陷模型, 模拟了激光激发产生的表面波在材料中的传播特性及其与铝板缺陷的相互作用过程。数值模拟实验表明, 铝板表面缺陷的分布深度值越大, 反射波越强, 并且当缺陷深度达到一定程度时, 反射波的幅值趋于稳定; 但缺陷的分布宽度对于反射波的影响则十分有限。所得结论为基于激光超声的材料缺陷的定量检测及识别提供有效的理论依据。
无损检测 激光超声 瑞利波 有限元分析 non-destructive testing laser-generated ultrasonic Rayleigh wave finite element analysis
1 上海工程技术大学 机械工程学院, 上海 201620
2 中国科学院 上海光学精密机械研究所, 上海 201800
高性能中红外激光在**对抗、生物安全、环境科学等领域有重要的应用价值。Fe∶ZnS/ZnSe具有长输出波长、宽吸收带和发射带的特点,是实现高性能、宽调谐3μm~5μm激光输出的最有效激光介质。介绍了Fe∶ZnS/ZnSe的光谱和热动力学特性,评述了Fe∶ZnS/ZnSe在低温和常温下激光输出性能方面的最新进展, 分析了Fe∶ZnS/ZnSe激光器在功率、能量提升以及室温运转方面面临的科学挑战。
激光器 固体激光器 中红外波段 高性能 lasers solid-state lasers middle-infrared band Fe∶ZnS/ZnSe Fe∶ZnS/ZnSe high performance
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
In this work, the absorption, fluorescence spectra, and fluorescence decay curve of Nd:Lu3Al5O12, i.e., neodymium lutetium aluminum garnet (Nd:LuAG) ceramic are investigated. A diode-end-pumped Nd:LuAG ceramic laser is demonstrated for the first time (to our knowledge). We present the experiment results of Nd:LuAG ceramic’s continuous wave (CW) and electro-optically (E-O) Q-switched performance. CW output power of 2.5 W is obtained, corresponding to optical-to-optical efficiency of 17.2% and slope efficiency of 24.3%. For the E-O Q-switched setup, the shortest pulse width and the largest pulse energy are measured to be 4.8 ns and 1.96 mJ, respectively. Its optical-to-optical efficiency and the slope efficiency are 17.3% and 28.7%, respectively.
160.3380 Laser materials 140.3380 Laser materials 140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3530 Lasers, neodymium Chinese Optics Letters
2015, 13(5): 051602
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
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Department of Physics, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China
Diode-end-pumped continuous-wave (CW) Tm:YAP and Tm:YLF slab lasers are demonstrated. The a-cut Tm:YAP and Tm:YLF slabs with doping concentrations of 4 at.-% and 3.5 at.-%, respectively, are pumped by fast-axis collimated laser diodes at room temperature. The maximum CW output powers of 72 and 50.2 W are obtained from Tm:YAP and Tm:YLF, respectively, while the pump power is 220 W, corresponding to the slope e±ciencies of 37.9% and 26.6%, respectively.
板条激光器 激光二极管端面抽运 Tm:YAP Tm:YLF 140.3580 Lasers, solid-state 140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3380 Laser materials Chinese Optics Letters
2011, 9(9): 091406
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
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800
We report a high-power thin Nd:YAG slab laser with slab dimension of 1 mm \time 10 mm \time 60 mm partially edge-pumped by diode laser arrays. Passive Q-switching is achieved with a Cr4+:YAG microchip adopted as the saturable absorber mirror. The pulse duration is around 10 ns while the pulse repetition rate is higher than 10 kHz. The average output power of 70 W is obtained with a slope efficiency of 36%. The diffraction limited beam quality in the thickness direction is obtained by controlling the pump beam diameter inside the slab. The laser head is very compact with size of only 60 \time 70 \time 150(mm).
固体激光器 被动调Q 热效应 光束质量 140.3540 Lasers, Q-switched 140.3480 Lasers, diode-pumped 230.7400 Waveguides, slab Chinese Optics Letters
2008, 6(5): 364
