1 北京工业大学材料与制造学部，北京市激光应用技术工程技术研究中心，北京 100124
2 北京工业大学跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室，北京 100124
3 北京工业大学激光工程研究院，北京 100124
4 Edgewave公司，Würselen 52146，德国
本文报道了利用自制低损耗、无节点反谐振空芯光纤传输高功率1064 nm皮秒脉冲激光的研究。光纤包层由7根平均壁厚为700 nm的细玻璃管组成，纤芯直径为42 μm，外径为175 μm。选择脉冲宽度为15 ps且重复频率可调谐的高功率激光器作为实验光源。使用不同长度的光纤进行了传输测试，测试结果表明：当输入单脉冲能量为403 μJ、平均功率为40.3 W、峰值功率为26.8 MW的激光时，最高可实现370 μJ的高能量激光输出，传输效率高达91.8%。分析了超短脉冲经过不同长度光纤后时域和频域的变化情况，结果表明：当光纤长度为1 m时，脉冲保持无畸变传输，光谱发生轻微变形；当光纤长度增长至3.3 m时，由于非线性效应的影响，脉冲宽度展宽至26 ps，光谱展宽至70 nm。本研究表明无节点反谐振空芯光纤有望在超短脉冲激光的传输应用领域发挥重要作用。
激光光学 超短脉冲传输 无节点反谐振空芯光纤 峰值功率 单脉冲能量 非线性效应
1 长春理工大学空间光电技术国家与地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学空地激光通信技术国防重点学科实验室, 吉林 长春 130022
3 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
为了克服自由空间光通信系统中大气湍流、机械平台振动等因素的影响,提出了一种基于峰值功率反馈结合快速反射镜的章动耦合方案,并搭建了章动实验平台。通过快速反射镜引入一定频率和幅度的正弦扰动进行动态跟踪实验,结果表明,在跟踪状态且耦合效率不低于55%时,系统的最大耦合范围能达到1.1 mrad。同时设计的跟踪算法可以很好地校正大幅度扰动,使探测器接收光功率的均方误差由开环时的9.91%降低到闭环时的0.81%。测试了系统在不同信噪比下的章动耦合效率,结果表明,耦合效率随信噪比的降低而降低。
光通信 单模光纤耦合 峰值功率反馈 激光章动 耦合效率 中国激光
2020, 47(11): 1106003
1 西南技术物理研究所, 成都 610041
2 海军装备部, 北京 100071
为了满足军用远程激光测距机对小体积高峰值功率固体激光器的应用需求, 采用短腔长、正交偏振电光调Q技术, 设计了小型风冷LD抽运Nd∶YAG固体激光器, 并对样机进行了实验验证。结果表明,激光器重量630g、重频20Hz、输出能量85mJ、脉冲宽度3.9ns、激光峰值功率21.8MW、束散角1.9mrad, 满足了小型化和高峰值功率的要求。该激光器具备较强环境适应性, 目前已实现工程化应用。
激光器 远程激光测距机 脉冲激光器 电光调Q 峰值功率 束散角 能量稳定度 lasers remote laser rangefinder pulsed laser electro-optic Q-switched peak power divergence angle energy stability
1 中国科学院 高能物理研究所, 粒子加速物理与技术重点实验室, 北京 100049
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)直线加速器的实际情况和具体需求，为了提高峰值功率计测量精度、进一步降低反射保护报警响应时间并提供实时波形检测手段，对基于集成电路的射频检波芯片进行了调研，研制了一种基于对数检波器、现场可编程门阵列(FPGA)、高速模数转换器(ADC)的新型峰值功率计。通过对不同工作频率下的多点校准，建立分段传递函数，实现功率计校准工作。对功率计样机进行了系统测试，实现了实验室功率测量误差±0.2 dB，BEPCII在线测试的反射保护响应时间2 μs的成绩，功率计已稳定上线运行一段时间。此外，新型峰值功率计具有宽线性动态范围、反射保护报警、内置双通道检波器、用户和工程师双界面、实时波形显示、波形任一点功率测量等特点。
峰值功率计 对数检波器 速调管 反射保护 peak power meter logarithmic detector klystron reflection protection 强激光与粒子束
2019, 31(8): 085104
国防科技大学 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 合肥 230037
建立了猫眼回波探测成像光学系统损伤程度的实验系统, 得到激光损伤CCD时猫眼回波峰值功率随辐照时间的变化曲线, 分析了回波峰值功率的变化机理, 并据此建立回波峰值功率变化与CCD损伤程度之间的联系.研究表明, 受CCD不同损伤区域的反射率及粗糙度差异的影响, 猫眼回波峰值功率随CCD损伤程度的加深呈现先显著上升再迅速下降的变化规律, 实际应用时可通过探测CCD猫眼回波强度的变化,再依据此规律来推断CCD各层结构的损伤状态.
激光对抗 激光猫眼回波 CCD光电探测器 回波峰值功率 Laser confrontation Laser cat′s eye echo CCD photodetector Cat′s eye peak power
1 赤峰学院 物理与电子信息工程学院, 内蒙古 赤峰,024000
2 吉林大学 物理学院, 长春,130012
为了研究激光对光伏电池辐照效应的波段性, 搭建了激光辐照下光伏电池输出特性测量平台, 采用位于波段内外的2种波长激光对3种光伏电池的辐照效应进行了实验分析。首先, 测量了光伏电池短路电流、开路电压、峰值功率、填充因子及转换效率等随激光功率和波长的变化关系。然后, 分析了激光功率和波长对光伏电池输出特性的影响规律。最后, 提出了光伏电池转换效率的优化方法。结果表明: 铟镓砷电池的转换效率高于传统的硅电池和砷化镓电池, 当激光功率为0.405 W时, 转换效率达到最大约为54.5 %, 满足空地、空空、地面等多种激光无线能量传输应用场合的重大需求。
激光 光伏电池 峰值功率 转换效率 无线能量传输 laser photovoltaic cell peak power conversion efficiency wireless power transmission
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用描述CO2激光器动力学过程的六温度模型理论,建立了计算调Q CO2激光功率放大器输出特性的数学模型,进行了理论分析和数值计算,并讨论了分光比等参数对输出脉冲特性、输出光谱的影响。结果表明:该调Q CO2激光功率放大器存在临界增益长度和临界光强分束比,低于临界值时无法获得激光输出;该调Q CO2激光功率放大器的输出激光脉冲波形、峰值功率、脉冲宽度、输出光谱与光强分束比、抽运电子数密度等参数有关,光强分束比越小,输出的调Q激光脉冲宽度越大,峰值功率越低;该调Q CO2激光功率放大器利用Q调制的高增益特性,通过控制调Q元件所在的低功率支路可以实现高平均功率的调Q脉冲CO2激光输出,很好地解决了调Q CO2激光功率放大器难以高功率运转的问题。
激光器 输出特性 六温度模型 CO2激光功率放大器 调Q 峰值功率 脉冲宽度
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 西安立芯光电科技有限公司, 陕西 西安 710077
通过设计极低损耗808 nm半导体激光芯片外延结构, 实现腔内损耗小于0.5 cm-1。采用该高效率外延结构研制出高峰值功率808 nm巴条芯片, 巴条的填充因子为85%, 包含60个发光点, 发光区宽度为140 μm, 腔长为2 mm。在驱动电流为500 A, 脉冲宽度为200 μs, 重复频率为400 Hz, 占空比为8%的工作条件下, 该芯片的准连续(QCW)峰值输出功率为613 W, 斜率效率达1.34 W/A,峰值波长为807.46 nm, 光谱半峰全宽为2.88 nm。任意选取5只芯片, 在准连续300 W(占空比8%)条件下进行了寿命验证, 芯片寿命达到3.63×109 shot, 定功率300 W下电流变化小于10%, 达到商业化水平。
激光光学 半导体激光芯片 峰值功率 光损耗 寿命
