郝蕴琦 1,2,3贾若一 1,2,3丁贝贝 1,2,3钟梦阳 1,2,3杨坤 1,2,3
1 郑州轻工业大学 物理与电子工程学院,郑州 450001
2 郑州轻工业大学 河南省磁电信息功能材料重点实验室,郑州 450001
3 郑州轻工业大学 郑州市信息光学与光电技术重点实验室, 郑州 450001
为了解决掺铒光纤放大自发辐射宽带光源的自然输出光谱中单峰造成的窄带宽问题,采用双程、后向光源结构消除抽运光输出,同时外接未抽运掺铒光纤以展宽可用带宽,进行了理论分析和实验验证;研究了掺铒光纤长度和光纤反射镜反射系数对光源输出光谱的影响,分析了外接未抽运掺铒光纤的长度对光源带宽的优化效果。结果表明,随着掺铒光纤长度的增加,放大自发辐射光谱C波段逐渐降低,L波段逐渐抬升; 随着反射镜反射系数的增加,放大自发辐射光谱带宽提高; 此外,当抽运掺铒光纤和外接未抽运掺铒光纤的长度分别为6 m和2 m时,放大自发辐射宽带光源输出带宽为50.31 nm,和未采用外接掺铒光纤时相比,带宽增加44 nm。上述研究结果可为宽带光源的性能优化提供参考。
光纤光学 光谱带宽优化 双程后向外接未抽运掺铒光纤 掺铒光纤 宽带光源 fiber optics optical spectrum bandwidth optimization double-pass, backward pumped, and connected unpump Er3+-doped fiber wide-band optical source
Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory of Science and Technology on Tunable Laser, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
In this paper, the influence of the delay time between the pre-pulse and the main pulse on the double-pass amplified 46.9 nm laser was studied for the first time, to the best of our knowledge, by using a high-precision polished SiC slice as a rear mirror. The temporal and spatial characteristics of the output laser were measured separately to investigate the effect of the delay time on the laser characteristics. The energy of the double-pass amplified laser was between 510 µJ and 890 µJ. In addition, a theoretical model of double-pass amplification was established to analyze the effect of the delay time on the double-pass amplified 46.9 nm laser.
double-pass amplification delay time 46.9 nm laser capillary discharge Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 053401
为了提高高重频掺钕钒酸钇激光器的放大效率, 提出了一种针对Nd∶YVO4单轴晶体的新型双程放大方式, 采用法拉第隔离器与Nd∶YVO4晶体旋转45°放置的方式, 使得种子激光在往返通过晶体时的线偏方向均为π偏振方向。结果表明, 在100W抽运功率下, 1W种子激光采用该双程放大方式的输出功率能够达到36.2W, 放大效果较之偏振片与λ/4波片组成的双程放大结构提高了41.5%。本研究对以Nd∶YVO4单轴晶体为放大级的弱种子激光放大有重要意义。
激光器, 双程放大, Nd∶YVO4晶体, 窄脉冲, π偏振 lasers, double-pass amplification, Nd∶YVO4 narrow pulse π polarization
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Photonic Control Technology (Tsinghua University), Ministry of Education, Beijing 100084, China
2 State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments, Department of Precision Instrument, Tsinghua University, Beijing 100084, China
3 Shanghai Institute of Laser Plasma, China Academy of Engineering Physics, Shanghai 201800, China
We present a spatiotemporal model of pulse amplification in the double-pass active mirror (AM) geometry. Three types of overlap condition are studied, and the spatiotemporal scaling under the four-pulse overlapping (4PO) condition is fully characterized for the first time, by mapping the temporal and spatial segments of beam to the instantaneous gain windows. Furthermore, the influence of spatiotemporal overlaps on the amplified energy, pulse distortion and intensity profile is unraveled for both AM and zigzag configurations. The model, verified by excellent agreement between the predicted and measured results, can be a powerful tool for designing and optimizing high energy multi-pass solid-state laser amplifiers with AM, zigzag and other geometries.
active mirror amplifier pulse overlap spatiotemporal characterization double-pass High Power Laser Science and Engineering
2020, 8(3): 03000e30
华北光电技术研究所固体激光技术重点实验室, 北京 100015
报道了一种激光二极管阵列双端双程抽运Yb∶YAG板条激光器。基于抽运光在晶体中的吸收特性,建立双端双程抽运与双端单程抽运结构的抽运分布模型,理论分析了双端双程抽运的优点。在抽运光重复频率为400 Hz、脉宽为1 ms、单脉冲总能量为12 J的条件下,利用偏振复用技术实现双端双程抽运板条激光器,获得单脉冲激光的输出能量约为6.13 J,光-光转化效率约为50%。与具有相同掺杂浓度以及相同抽运光吸收效率的双端单程抽运方式相比,双端双程抽运的输出激光能量更高,转化效率更高,稳定性更强。理论分析与实验结果证明双端双程抽运方式有利于进一步提升激光输出的能量与效率。
激光器 激光二极管 双程抽运 Yb∶YAG; 中国激光
2019, 46(11): 1101007
湖北工业大学机械工程学院, 湖北 武汉 430068
采用连续光纤激光器在小模数齿轮齿面制备1 mm厚的Ni60合金涂层,针对小模数齿顶较薄以及单道激光在齿轮中部能量过于集中易造成熔覆缺陷的原因进行分析,提出了采用双道激光在小模数齿面制备镍基合金涂层的方法,在保证激光总输入能量不变的条件下,将原有单束激光的能量按一定的能量配比方案分配到两个小光斑上,依次加工齿轮的齿顶和齿底。结果表明:采用双道1 mm 光斑按4∶6能量配比方案不仅减小了齿顶的烧蚀,还解决了齿轮中部能量过于集中的问题,涂层的稀释率显著降低,组织中含Fe、Ni的晶状奥氏体析出较少,富含Cr的粒状渗碳体析出较多,熔覆层组织整体的耐磨性和强度都优于单道激光熔覆层。双道激光熔覆工艺可显著提升小模数齿轮齿面镍基合金涂层的质量。
激光技术 双道激光熔覆 小模数齿轮 稀释率 微观组织 工艺参数 中国激光
2019, 46(10): 1002009
华北光电技术研究所固体激光技术重点实验室， 北京 100015
基于光纤与板条结合的主振荡功率放大器(MOPA)结构，以单模光纤激光器作为种子源，对Yb∶YAG表层增益板条进行功率放大。对单程及双程两种提取方式进行理论计算及实验研究，结果表明：在室温下，获得了1030 nm激光输出；当注入种子光功率为200 W，抽运光功率为11.2 kW时，单、双程放大输出功率分别为1.6 kW和2.6 kW，光-光转换效率分别为12.8%和21.4%；测得Yb∶YAG表层增益板条的透射波前畸变为1.3 μm；Yb∶YAG表层增益板条具有作为高功率激光器增益介质的潜力。
激光器 激光放大器 表层增益 双程提取 中国激光
2018, 45(11): 1101003
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
在早期的研究中，采用出、入瞳直径相等的双通系统进行人眼像差测量时，两个通道的奇像差相互抵消，造成奇像差(如彗差)无法测量。本文建立全新的模拟眼模型进行实验，验证双通系统在波前测量时，是否存在人眼奇像差抵消的现象。采用典型双通系统——哈特曼波前探测系统进行实验，并将出瞳光阑直径固定为6 mm，改变系统入瞳光阑大小（1~8 mm）。实验结果表明，双通系统中，人眼奇像差在出、入瞳直径相等时可测，且人眼奇像差测量与出、入瞳直径差异无关，因此人眼奇像差测量在双通系统中不存在抵消的现象。
成像系统 视觉系统 双通系统 奇像差 眼模型 抵消现象
1 新疆轻工职业技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830021
2 中国科学院光电研究院, 北京 100049
介绍了一台工业级大能量光纤耦合激光二极管(LD)端面泵浦皮秒脉冲激光器。装置利用Nd:YVO4晶体作为增益介质, 通过半导体可饱和吸收镜(SESAM)获得重复频率93.85 MHz、脉冲宽度15.8 ps、单路输出功率200 mW的锁模脉冲序列。放大器采用LD端面泵浦Nd:YAG晶体提供增益, 其中, 再生放大器实现了重复频率在1～20 Hz范围内可调, 且单脉冲能量106倍率的选脉冲放大, 双通行波放大器对脉冲进行再次放大, 最终获得了单脉冲能量为12 mJ的皮秒激光输出。
激光技术 皮秒脉冲 大能量 再生放大器 双通放大器 laser technique picosecond pulse high energy regenerative amplifier double-pass amplifier
中国空气动力研究与发展中心超高速所, 四川 绵阳 621000
为了解决单光程纹影系统在高马赫数、低静压流场显示中灵敏度低的问题, 研制了国内首套最大口径为Φ900 mm的双光程纹影系统。与单光程纹影系统相比, 双光程纹影系统具有更高的灵敏度, 能提供更多的流场细节, 能拓宽纹影技术的应用范围。通过用LED四色光源代替常规的彩色刀口、增加补偿透镜、优化照相物镜和精细调节LED四色光源, 较好地消除了试验流场重影。通过增加入射光阑, 有效减弱了试验流场中出现的光源光斑。对单光程纹影流场图与双光程纹影流场图进行了比较。在马赫数Ma=10、试验总压为2.0 MPa、试验总温为1 100 K、攻角为0°~15°试验条件下, 通过双光程纹影系统, 获得了大钝头模型清晰的试验流场图像。最后分析了双光程纹影技术的优缺点及改进方向。
双光程纹影 流场显示 高超声速 风洞试验 double-pass schlieren flow visualization hypersonic wind tunnel experiment 红外与激光工程
2017, 46(2): 0211001
