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中国激光 2004年第04期杂志 文档列表

中国激光杂志激光器件

85W高稳定全固态绿光激光器的研究385-389

摘要：研究了平均功率达85W高功率高稳定性全固态绿光激光器，从理论上分析了全固态内腔倍频晶体热效应相位失配对输出功率的影响；数值模拟了倍频晶体内部的热量分布，计算了倍频晶体相位匹配角随温度变化的失配量。在实验中，采用80个20W的高功率半导体激光器侧面抽运单Nd：YAG棒，采用双声光Q开关、高效平凹谐振腔结构，对大尺寸KTP晶体进行角度偏离法补偿相位失配并配合强冷却等技术，实现高功率内腔倍频激光器的稳定运转；在抽运电流为17．3A时，实现了重复频率为20．4kHz，脉冲宽度230ns，输出功率为85W的高功率、高重复频率绿光(532nm)输出．不稳定性为±1．03％．光-光转换效率为9．7％。

中国激光杂志简讯

华中科技大学激光技术与工程研究院研究生招生启事389-389

中国激光杂志激光器件

LD侧面抽运的Nd：YAG激光器抽运均匀性研究390-394

摘要：通过对激光二极管(LD)侧面抽运激光介质的分析研究，建立了二极管侧面抽运激光介质所吸收的抽运光功率分布的数学模型。采用光线追迹法模拟计算出单个二极管在不同抽运参数下直接抽运激光棒时，激光棒所吸收的抽运光功率的分布。比较了介质的吸收系数和二极管到激光棒距离的不同给抽运的均匀性带来的差异。计算了在有冷却系统的条件下，多个二极管阵列抽运时的抽运光功率分布，得到了较好的抽运均匀性。

列阵半导体激光端面抽运Nd：YVO4绿光激光器的研究395-398

摘要：报道了采用列阵半导体激光端面抽运Nd：YVO4晶体的KTP腔内倍频绿光激光器。采用多柱透镜法，对列阵半导体激光进行了有效整形，并利用谐振腔折叠产生的像散，实现了抽运光与振荡光较好的模式匹配；由于是直接耦合抽运，因此保证了半导体抽运光以π偏振光入射Nd：YVO4(单轴)晶体，实现了半导体抽运光与Nd：YVO4吸收的偏振匹配。在抽运功率为9．5W时，得到520mW的稳定绿光输出，光-光转换效率为5．5％。

双调Q复合腔Nd：YAG—Cr^4＋：YAG激光器的研究399-402

摘要：报道一种有实用价值的、构思新颖的双调Q，双波长输出的Nd：YAG-Cr^2+：YAG激光器。在由两个平凹腔耦合而成的复合腔中，Cr^2+：YAG晶体既作为可饱和吸收体对Nd：YAG发射的1．06gm激光被动调Q，又作为增益介质在1．06μm激光脉冲作用下发射中心波长1．44μm的激光脉冲。该激光器实现了1．06μm激光被动调Q和1．44μm激光增益调Q的双波长激光振荡．输出的1.06μm和1．44μm激光脉冲的能量和脉冲宽度分别为18mJ，52ns和0．25mJ，19ns；后者的脉冲宽度约为前者的三分之一。理论上，根据Cr^2+：YAG的能级结构和复合腔特点，分析了双调Q的工作机理；从速率方程出发导出双调Q复合腔激光器输出的1．44μm激光脉冲宽度和腔内1．06μm激光功率的关系。1．44μm激光脉冲时间宽度的理论计算值(21．7ns)与实验结果(19ns)基本相符。

中国激光杂志简讯

《中国激光》增刊402-402

《光学手册》简介402-402

中国激光杂志激光器件

掺Yb^3＋双包层光纤激光器的多波长输出403-406

摘要：双包层光纤激光器不再要求抽运光是单模激光，而且基本上在沿光纤整个长度上抽运，从而大幅度地提高了激光转换效率。给出了一种由半导体激光器(LD)抽运的掺Yb^3+双包层光纤激光器，利用976nm的抽运光，对双包层光纤进行端抽运，光纤后端与双色镜构成Fabry—Perot干涉仪兼作反馈腔镜，得到波长为1085nm，1090nm，1095nm和1100nm的激光输出．每个波长激光的线宽为0．33nm，输出总激光功率为1．2W，信噪比超过20dB,斜率效率为52％。

中国激光杂志实验技术与元件

强激光驱动器能源系统瞬态特征实时测控系统研究407-411

摘要：随着惯性约束核聚变研究的发展．强激光驱动器能源系统的研究备受关注。为了向激光驱动能源系统传输效率的研究提供可靠的实验数据．研究了强激光驱动器能源系统中氙灯瞬态放电特征数据进行实时检测的方法和测控系统结构。采用量化传输模式进行特征量的检测与传输，既实现了高压隔离，又避免了在远距离传输过程中受到干扰，确保测量精度。配合系统的模块化设计，采用多线程工作模式，对计算机系统的控制功能进行工作线程划分，提高了系统的实时性和协调性。实验表明，系统有效地实现了弱电系统对强电系统的远程控制．测量精度满足测量要求，已成功应用于能源系统的实验研究。

在波长1．315μm下的几种激光器窗口热效应比较研究412-416

摘要：由傅里叶瞬态导热方程和弹性体应力-应变平衡方程入手，利用分离变量法和热弹性势法建立了晶体窗口在高能激光束照射下的瞬态温度分布、热变形和热应变分布关系式。并同时考虑温度折射率系数、厚度热变形和弹光系统的作用。得到了波长为1．315μm的平面波光束透射氟化钙、氯化钾和熔石英这三种晶体窗口时产生的近场光束相位畸变分布。通过比较发现、窗口光束畸变是热变形、热透镜效应和弹光效应共同作用的结果，热透镜效应占主要因素，弹光效应可以忽略；熔石英具有正的折射率温度系数而产生正光束畸变，氯化钾和氟化钙为负的光束畸变，氟化钙具有最小的相位畸变峰谷值．优于其他二者。适于作为1．315μm波长的窗口材料使用．氯化钾的光束畸变最严重。

标量PML—FDTD算法在弱导光器件仿真中的应用417-420

摘要：将标量时域有限差分法(FDTD)应用于弱导光器件的计算机仿真中，实现了标量时域有限差分法的理想匹配层(PML)边界条件．并对平行介质带定向耦合器进行了数值模拟和验证，所得结果与理论值非常一致。对平面光波导计算机辅助设计(CAD)将具有实际意义．可用于分析任意结构的弱导光器件。

四像限光电探测器的光路数学模型421-426

摘要：探测器数学模型是探测器实施精确探测的基础。通过分析探测器光路建立了一个较为完整的四像限光电探测器的光路数学模型．考虑了探测器在安装过程中发生的偏移位置及其偏移量、光敏面的离焦量、探测器结构参数等对光信号到电信号的转换的影响。在建立俯仰偏移、横滚偏移和方位偏移三种特定情况下探测器模型的基础上．给出了探测器的三自由度安装位置、光敏面的离焦量、光信号等与输出信号的一般关系式。比较在给定相同光路参数条件下探测器光路数学模型的理论输出信号波形与实测输出信号波形，结果表明，两者信号波形相似。比较模型输出与实际输出信号的两个特征参数．即信号过零点的切线的斜率与截距，可以发现，特征参数的差别小于0．01，因此。四像限光电探测器数学模型的输入输出关系与探测器实际输入输出关系是一致的，可以用该模型实施探测器探测。这为光电探测器进一步的研究与应用．实现无实验样本探测提供了参考。

光电位置敏感器件背景光补偿的研究427-431

摘要：光电位置敏感器件(PSD)是一种可直接对其光敏面上光斑位置进行检测的光电器件，基于光电位置敏感器件可以构成多种非接触的高精度动态位移监测仪器。根据光电位置敏感器件的原理及特征方程，分析了存在背景光时它的输出信号是非线性的。提出～种基于神经网络的光电位置敏感器件背景光非线性补偿方法。利用神经网络具有逼近任意非线性函数的特点．通过训练使神经网络建立在不同背景光下光电位置敏感器件输出与其标准值之间的非线性映射关系，对其实现全程跟踪补偿。计算机仿真表明，该方法能有效地消除背景光的影响，在神经网络的输出端得到期望的线性输出。

中国激光杂志激光物理与激光化学

非傍轴光束级数修正解的有效性432-436

摘要：当光束具有较大的发散角或光束束腰可与波长相比拟时，傍轴近似不再成立。需要发展更为严格的非傍轴处理方法。迄今已提出许多方法．例如微扰法、级数展开法、算子法、角谱分析法和波动方程积分解等方法，用以研究光束的非傍轴传输行为。不同方法具有各自的优缺点和适用范围。分析了非傍轴光束级数解的有效性。对波动方程积分解和级数解作了详细的数值计算和比较，指出当ω0≤0．2251λ时(ω0为束腰宽度，λ为波长)，级数解对傍轴解有修正作用。但是，当ω0≤0．2251λ时，级数解会给出无意义的结果，并且会发散。级数解必须在其有效范围内使用。级数解的适用范围与光束的束腰宽度、传输距离以及所使用的级数解的阶次有关。

高斯光束经波长级圆孔衍射的轴上光强特性437-440

LD抽运高重复频率四通放大MOPA系统中的光纤相位共轭研究441-444

摘要：报道了利用多模光纤作为相位共轭镜应用于重复频率100Hz。脉宽20ns的电光调Q四通放大LD抽运激光器的实验研究。由于光纤受激布里渊散射(SBS)存在的阈值效应，可以抑止使用平面全反镜的四通放大系统中难以克服的放大级自振荡(SO)和放大自发辐射(ASE)效应．以获得高能量高光束质量的激光输出。实验中在20ns．100Hz和注入光纤能量4．6mJ的情况下获得了4．1mJ的1064nm的基模激光输出。激光光束模式接近TEMoo模．且脉宽被压缩至4．7ns。在使用了光纤相位共轭镜的四通放大技术后，很好地补偿了由板条放大器热效应造成的光斑畸变。输出光斑很好地复原了振荡级输出光斑的光强空间分布。

飞秒激光光镊轴向力的计算与分析445-448

摘要：光镊已成为捕获和操纵微米尺度粒子和生物细胞的有效手段，而目前常用的光镊光源为连续激光或长脉宽的脉冲光。提出飞秒激光光镊的概念．将飞秒激光序列脉冲视为对连续光的周期抽样，借助于连续光光镊的分析方法，建立了飞秒激光光镊对电介质微粒产生的轴向光学力的理论模型。给出影响捕获微粒的主要因素，指出存在最佳束腰半径和被捕获粒子半径。数值计算结果表明选取合适的飞秒激光脉冲能量、束腰半径、脉冲波长以及微粒与周围媒质的相对折射率．微米尺寸的微粒完全能被飞秒激光稳定捕获。综合考虑被捕获微粒所受的脉冲式光学梯度力、重力和布朗惯性力的作用，讨论了飞秒激光光镊轴向光学梯度力的脉冲式特点及实现稳定捕获的条件。

铒镱共掺光纤光栅的谐振增强型非线性光学效应449-451

摘要：介绍了掺杂稀土元素的光纤非线性增强的机理．给出了几种常用的掺杂稀土元素光纤和波导的非线性数据。掺杂稀土元素的光纤的非线性较之普通石英光纤的非线性有较大地增强，然而掺杂稀土元素的光纤的非线性响应速度较慢，并且和抽运光以及掺杂浓度相关。实验研究了铒镱共掺的光纤光栅的谐振增强型光学非线性，采用980nm抽运光入射到光栅，用光谱仪观察光栅的透射谱。当抽运光入纤功率为100mW时，可实现0．2nm的光栅布拉格波长移动。实验证明掺杂稀土元素离子的光纤光栅具有很高的非线性，大约为普通光纤光栅的10^6倍．这种光栅在全光开关等领域具有一定的应用价值。