1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
3 中国科学院大学, 北京 100049
近年来光泵浦惰性气体亚稳态激光在高能激光领域逐渐得到人们的关注。搭建了一台高压纳秒脉冲放电产生惰性气体亚稳态粒子的装置,该装置增益尺寸较长,便于后续开展激光增益和放大实验。利用窄线宽可调谐连续光源探测了该装置放电生成的Kr亚稳态(5s[3/2]2)粒子数浓度,达1.3×10 12 cm -3,该状态持续时间约为3 μs,满足后续激光体系运行条件。测量过程中出现了吸收饱和现象,给粒子数浓度拟合带来了不确定性,设计的复合拟合方法解决了这一问题。
1 北京邮电大学理学院, 北京 100876
2 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
为了研究碱金属铷蒸气激光器中新的波长输出情况及其可能的应用,在铷原子系统中通过5 2S1/2→6 2D5/2 和5 2S1/2→6 2D3/2的双光子激发和四波混频过程产生358.7 nm、359.1 nm、420.3 nm和421.7 nm四种波长的激光输出,得出了6 2D5/2和6 2D3/2能级的最佳共振位置以及共振线宽,研究了产生的四波混频激光信号强度随体系温度和泵浦光单脉冲能量的变化情况,发现了当体系温度高于185 ℃时6 2D5/2→6 2P1/2的反常跃迁情况并给出了初步解释。实验结果表明,这种通过铷蒸气四波混频产生蓝紫激光的技术可以为海洋资源探测、高密度信息存储及水下激光通信等领域提供一种新的激光光源。
非线性光学 双光子激发 铷 四波混频 蓝光激光 紫外激光 中国激光
2020, 47(11): 1101002
1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院重大科技任务局, 北京 100864
3 大连理工大学物理学院, 辽宁 大连 116023
研究钠氩(Na-Ar)混合物电离后产生的原子发射光谱的时间分辨特性。氩763.5 nm光谱强度随时间演变出现2个峰,第1个峰的衰减时间为(33.3±2.3) ns,激发态钠通过碰撞传能[(时间常数为(15.2±0.8) ns]将氩激发到2p6能级,再由该能级的粒子快速辐射形成第1个峰;第2个峰由氩离子与电子复合产生,其衰减过程包括快过程[(0.24±0.03) μs]和慢过程[(3.98±1.03) μs]。利用电子浓度随时间的演变关系分析了复合过程对衰减时间的影响机理,获得了电子浓度、电子温度随时间的演变关系。利用时间分辨光谱解释了钠双线辐射加宽差异的假象,其成因是Stark加宽后的氩588.9 nm谱线叠加在钠D2线上以及钠双线的自吸收。复合后,激发态氩原子的能级间隔较小,经过级联弛豫后,2p6能级粒子数的积累时间比钠3P能级更短,氩原子发射谱线的持续时间明显短于钠原子。
激光器 准分子激光 碱金属蒸气 Stark加宽 荧光寿命 自吸收 时间分辨原子发射光谱
1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
基于受激拉曼散射(SRS),研究了一种获得多光谱激光的方法。以Nd∶YAG的二倍频532 nm激光为抽运光,以高压CO2作为拉曼活性介质,最多可同时输出位于390~755 nm的10种波长。通过优化CO2压力,得到一级斯托克斯光(S1,574 nm)、二级斯托克斯光(S2,624 nm)和三级斯托克斯光(S3,683 nm)的最大光子转换效率分别为36.6%、19.6%和11.2%。
激光光学 受激拉曼散射 二氧化碳 一级斯托克斯光 高级斯托克斯光 反斯托克斯光
1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室， 辽宁 大连 116023
2 信阳市质量技术监督检验测试中心， 河南 信阳 464000
利用强激光作用在高压二氧化碳气体中产生受激拉曼散射作为激光波长转换的机理, 获得了1248 nm激光输出。结果表明：采用波长为1064 nm的抽运光，通过优化二氧化碳压力及透镜聚焦参数，得到了一级斯托克斯光(S1，1248 nm)的最大转换效率为36.6%，最大单脉冲能量为82 mJ。
散射 受激拉曼散射 Nd∶YAG激光 二氧化碳 一级斯托克斯光
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Chemical Lasers, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Sodium-ethane excimer pairs are studied and proved to be a great choice of excimer pumped sodium laser (XPNaL) gain media. The lifetime of the sodium D2 line is studied in a sodium-ethane excimer system excited by a 553 nm laser, and the observed phenomenon of lifetime lengthening is discussed. Amplified spontaneous emission (ASE) of the sodium D2 line is successfully obtained, and its time-resolved and spectroscopic characteristics are studied experimentally. According to the intensity of the ASE signal under different sodium vapor atom densities, the sodium D2 line gain feature of sodium-ethane excimer pairs excited by the 553 nm laser is concluded.
140.1340 Atomic gas lasers 140.2180 Excimer lasers Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 111401
1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院大学, 北京 100049
准分子宽带抽运钠金属激光器具有实现钠信标光源的潜质, 该激光器在运转过程中需要借助准分子将钠原子由基态转换为激发态, 因此有必要对由准分子解离产生的钠原子激发态荧光寿命开展实验研究。采用不同波长的蓝翼抽运光对不同温度的钠乙烷准分子体系进行激发, 分别测量钠D1线和钠D2线的荧光寿命。结果表明, 32P3/2与32P1/2能级的荧光寿命明显长于其自然寿命, 且激发波长越长, 荧光寿命延长得越明显。辐射捕获效应是导致荧光寿命延长的另一个因素。随着泵浦单光子能量下降, 钠乙烷准分子被激发到A2Π3/2态的概率变大, 能够长时间产生激发态钠原子, 这也会使荧光寿命延长。与钠D1线相比, 钠乙烷准分子体系钠D2线的放大自发辐射信号的可放大性更好。更好的可放大性以及较长的荧光寿命使得钠D2线激光更易于实现。
激光器 受激准分子激光器 碱金属蒸气 荧光寿命 辐射俘获 放大自发辐射
Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
2 Key Laboratory of Chemical Lasers, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Science, Dalian 116023, China
Pulsed collimated blue light at 420.3 nm is generated in hot Rb vapor by upconverting the 778.10 nm pumping beam through four wave mixing process. The energy conversion efficiency exceeds 1% when a 45 cm-long, 170°C heated Rb cell is used. The influence of cell temperature, wavelength, and energy of a pumping laser are fully examined. The efficiency of the photon conversion is found to be more sensitive to the blue detuning of the pump light and less sensitive to the red detuning of the pump light. This phenomenon can be explained by stimulated hyper-Raman scattering involved in the four-wave mixing process.
190.4380 Nonlinear optics, four-wave mixing 190.4180 Multiphoton processes 190.7220 Upconversion 300.6210 Spectroscopy, atomic Chinese Optics Letters
2015, 13(12): 121903
1 大连理工大学物理与光电工程学院, 辽宁 大连 116023
2 中国空间技术研究院通信卫星事业部, 北京 100094
根据星地大容量通信发展需求，研究了基于微波空间光传输技术的星地激光通信链路。在建立星地微波光传输链路模型的基础上，分析了链路光功率衰减、输出微波信号、噪声功率以及在大气湍流信道下系统的误码率。仿真分析了调制器直流偏置电压大小对链路输出信噪比和误码率的影响，结果表明，相对于通常的正交偏置工作点，通过优化控制直流偏置点的位置，可以提高链路输出信噪比和误码率，这种改善程度随着调制系数的减小而增大。该研究为建立星地微波光传输系统提供了有益参考。
光通信 星地激光通信 微波空间光传输 信噪比 误码率 链路分析 光学学报
2014, 34(10): 1001004
大连理工大学物理与光电工程学院光子技术研究中心, 辽宁 大连 116024
提出了一种基于Sagnac环干涉结构的光梳状滤波器。该结构利用保偏光纤双折射效应产生梳状滤波响应，通过控制Sagnac环内相位调制器的驱动信号实现光学滤波器陷波深度与滤波波长的独立调谐。利用Jones矩阵对所提出的Sagnac环光滤波器的滤波响应函数进行研究，通过分析得到光滤波器的陷波深度和滤波波长分别与射频信号和直流偏压之间的关系。在此基础上构建实验链路，验证了系统的理论分析，实现了光滤波器陷波深度在0 dB~30 dB范围内的灵活控制；通过设置直流偏压在0~12 V范围内变化，实现了光滤波器滤波波长在一个自由光谱范围（0.5 nm）内的连续可调，波长调谐效率为0.043 nm/V。
光纤光学 可调光滤波器 Sagnac环形镜 双折射效应 Jones矩阵
