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中国激光 2004年第06期杂志 文档列表

中国激光杂志激光器件

绿光输出达85W的全固态绿光激光器谐振腔研究641-645

摘要：报道了对平均功率达85W的高功率、高稳定性全固态绿光激光器谐振腔特性的研究，将高平均功率运转条件下的KTP倍频晶体的热透镜效应等效为一个薄透镜，利用ABCD传输矩阵，通过图解方法定性地讨论了KTP晶体的热透镜效应对谐振腔的稳定性和腔内激光模式的巨大影响，理论分析表明适当大小的倍频晶体热透镜焦距不但可以有效地补偿Nd：YAG棒的热透镜效应，而且对增大激光介质中的模体积和在倍频晶体处提高功率密度都有积极作用。实验中采用了80个20W的高功率半导体激光器侧面抽运的单Nd：YAG棒、两个声光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等技术，并通过对KTP晶体采取适当的冷却方式，最终实现了高功率内腔倍频激光器的高稳定性运转；在抽运功率约为1080W时，实现了重复频率为20．4kHz，脉冲宽度230ns，输出功率达85W的高功率、高重复频率绿光(532nm)输出，不稳定性仅为±1．03％。

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd：YAG激光器的研究646-648

摘要：利用自行研制的半导体可饱和吸收镜(SESAM)，在5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd：YAG激光中，实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模，获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量，其锁模激光脉冲宽度小于10ps。实验采用直腔结构的谐振腔，该腔结构简单，易于调整，实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时，光～光转换效率达到19％。

准连续17kW 808nm GaAs／AlGaAs叠层激光二极管列阵649-653

摘要：高功率激光二极管列阵广泛应用于抽运固体激光器。报道了17kw GaAs／AlGaAs叠层激光二极管列阵的设计、制作过程和测试结果。为了提高器件的输出功率，一方面采用宽波导量子阱外延结构，降低腔面光功率密度，提高单个激光条的输出功率，通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法进行材料生长，经过光刻、金属化、镀膜等工艺制备1cm激光条，填充密度为80％，单个激光条输出功率达100w以上；另一方面器件采用高密度叠层封装结构，提高器件的总输出功率，实现了160个激光条叠层封装，条间距0．5mm。经测试，器件输出功率达17kw，峰值波长为807．6nm。谱线宽度为4．9nm。

中国激光杂志实验技术与元件

脉冲氙灯用截紫外石英玻璃管性能的研究654-658

摘要：研究了不同CeO2浓度掺铈石英玻璃的光谱性能和机械强度，制备了几种不同杂质(CeO2，Al2O3，TiO2)含量的掺铈石英玻璃管，并且这些掺铈石英玻璃管用相同的工艺研制成大功率脉冲氙灯。对掺铈石英玻璃管的光谱性能、机械性能和热学性能进行了测试，并测试了脉冲氙灯放电的极限负载能量。通过对比实验表明，掺入适量的CeO2等杂质的掺铈石英玻璃管可以吸收氙等离子体的320nm左右的近紫外辐射，改善脉冲氙灯的辐射光谱。但CeO2等杂质的掺入降低了掺铈石英玻璃管的机械强度，导致掺铈石英玻璃管脉冲氙灯的极限负载能量比纯石英玻璃管脉冲氙灯有差距，影响了掺铈石英玻璃管脉冲氙灯的使用寿命。因此，有必要研制一种既能吸收氙等离子体的320nm左右的紫外辐射，又具有高强度的脉冲氙灯管壁材料。

基于微细加工技术的微谐振腔型滤波器659-661

三元复合式消色差λ／4波片的优化设计662-664

摘要：复合消色差波片，因其延迟量在一定波长范围内不随波长变化，克服了常规延迟片只能用于单一波长的缺点而被广泛应用到通信、生物、地质、航空、航天、海洋等领域。根据复合波片理论，完成了同种材料三元复合式消色差λ／4波片的设计理论；推导出消色差延迟片延迟量随波长变化的理论曲线；进而在平板型三元复合式消色差λ／4波片的设计基础上提出了一种优化设计方案。理论证明，依据此方案根据具体的使用要求，通过精确调整复合角度，可使波片的消色差范围在相同延迟偏差下拓宽130～140nm，消色差精度也能得到相应的提高。为进一步拓宽消色差范围、提高复合波片的消色差性能奠定了很好的理论基础，而且技术操作简练可行，具有一定的实用价值。

两步离子交换低损耗光波导功分器的研制665-668

摘要：报道了在热扩散条件下两步离子交换玻璃光波导功分器的理论分析、样品制作和实验测试。为了便于定量分析，采用了一种上升反正弦S型分支光波导系统的物理模型，得到了在热扩散条件下两步离子交换光功分器波导区的归一化折射率分布和在不同交换时间所形成的玻璃波导折射率分布。在此基础上，设计和制作出第一步采用含T1纯熔盐Tl2SO4与玻璃含Na进行离子交换形成表面下半圆形波导，再把该波导表面脱钛膜放人含Na熔盐NaNO3中进行第二步离子交换形成掩埋式圆形波导光功分器，实现插入损耗为0．15dB和分光比为50：50的上升反正弦S型玻璃光波导功分器。

中国激光杂志简讯

激光二极管抽运的1．54μm钕玻璃被动调Q激光器668-668

中国激光杂志实验技术与元件

准分子激光对钛宝石辐照作用的研究669-672

摘要：采用波长为193nm的ArF准分子激光对钛宝石进行辐照，对比辐照前后的吸收光谱，218nm处的吸收增加幅度明显大于193nm和266nm的吸收峰。通过对不同品质因素(FOM)值样品在420nm处的荧光强度检测，发现FOM值随荧光强度减小而增大，对比钛宝石样品在准分子激光辐照前后的420nm荧光谱，可以发现荧光强度明显降低。在检测样品的电子顺磁共振(EPR)谱后发现，Ti^3+离子的电子顺磁共振信号在辐照后强度明显增强。表明钛宝石在准分子激光辐照过程中有Ti^4+离子向Ti^3+离子转变趋势。

中国激光杂志简讯

LD单端抽运Nd：GdVO4晶体16W连续波1．34lμm激光器672-672

摘要：Nd：GdVO4晶体除了具有Nd：YVO4晶体的优点(发射截面大、吸收系数大、输出为线偏振等)之外，Nd：GdVO4晶体在全固态高功率激光器领域具有良好的表现。由于1．3μm波长附近的激光与光通信中广泛采用的硅光纤传输窗口相吻合，而且它的倍频又是得到红色激光的有效途径，所以1．3μm激光的用途也将非常广泛。

中国激光杂志实验技术与元件

卫星激光合作目标中角反射器的密接布阵设计673-676

摘要：用于卫星合作目标的角反射器阵列的设计，国际上普遍采用的是圆形布阵方案。采用正六边形密接布阵设计，获得了轻量化、高稳定性的卫星激光合作目标。角反射器阵列尺寸为280mm×160mm，重量小于2kg，共有38个角反射器单元；单元底面加工成正六边形，对边距为31．5mm，有效通光口径为30mm，高为25mm；考虑到星载角反射器的速差效应及其补偿要求，经计算机数值模拟，将单个角反射器的综合角度误差确定为5°±0．5”，并在加工时对每个直二面角人为引入约1″的角度误差。该设计虽然在一定程度上增加了阵列基座的加工难度，但计算表明，在设计尺寸一定的情况下，与传统圆形布阵相比，合作目标阵列的重量减轻15．5％，而有效反射系数及回波光子数均提高10．3％。

中国激光杂志激光物理与激光化学

甲烷和氢气混合气体中的多波长拉曼转换677-680

摘要：探索Nd：YAG倍频激光与受激拉曼散射(SRS)结合获得从紫外到可见光范围的多波长输出，可应用于激光雷达探测空气污染等领域。利用Nd：YAG激光的三倍频355nm波长输出在甲烷及甲烷和氢气混合气体中的拉曼特性进行研究。获得在396nm，416nm，447nm和503nm+515nm等多个波长分别约100mW的同时输出，以及对个别波长的增强。讨论了不同常见的工作气体及混合气体的特点。与单一工作气体(氢气或甲烷)相比，混合气体可以获得更为丰富的波长输出。相比甲烷气体在紫外激光照射下的分解作用，由于氢气的加入一定程度上抑制了分解反应，混合气体产生的分解沉淀较少。

部分相干光通过多个硬边光阑ABCD光学系统传输的快速算法681-686

摘要：部分相干光通过受光阑限制近轴ABCD光学系统传输是实际工作中一个十分有意义却是很困难的问题。虽然使用“Mathematia”编制的程序可对Collins公式作数值积分，但随着光阑数目的增加，计算变得非常繁琐和耗时。用有限个复高斯函数之和来逼近硬边光阑窗函数的方法，推导出了部分相干光通过多个硬边光阑ABCD光学系统传输的递推公式，提供了一种模拟部分相干光通过硬边光学系统传输的快速算法。计算示例表明，当离光阑不太近时，使用解析公式和直接对Collins公式作数值积分的结果符合甚好，并具有快速计算的主要优点，因此大为节约了机时。此外，由于将单光阑推广到多光阑的ABCD光学系统，并考虑了光束的部分空间相干性，因此所得结果更具一般性，且对多模部分相干激光是适用的。

激光诱导Al等离子体中电子密度和温度的实验研究687-692

摘要：激光烧蚀等离子体在微量元素分析方面有着重要的应用背景，而缓冲气体的种类及压力对激光等离子体的特性有重要影响。报道了以氦气、氩气、氮气和空气作为缓冲气体，实验测定了不同气压下Nd：YAG激光烧蚀Al靶产生的等离子体中的时间分辨发射光谱，利用发射谱线的Stark展宽和相对强度计算了等离子体中的电子密度和温度，得到了在不同缓冲气体中激光诱导Al等离子体的电子密度随延时、气压的演化规律，同时得到了电子温度的时间演化特性。实验结果表明，电子密度的数量级约为10^17cm^-3，电子温度测量值约为10000K，二者都是在激光脉冲后随时间快速衰减，直到4μs以后达到一个较低的水平并缓慢变化，其中以氩气作为缓冲气体时等离子体中的电子密度最大。

中国激光杂志全息技术与激光化学

液晶光调制计算全息相移器693-697

摘要：在同轴相移数字全息实验中，相移量的准确性、稳定性对实验结果起着很重要的作用，因此相移器的研究已成为相移数字全息实验研究中的一个重要内容。在以往应用的相移器中，大多是通过机械驱动改变光程来实现相移，这种方法会使光路变得复杂。提出了一种新型的相移器——液晶光调制计算全息相移器，它将大大简化光路的设计，同时避免机械运动，实现相移量的全数字化控制。该相移器是基于计算全息原理和傅里叶变换的位移定理所提出的，它将液晶显示器(LCD)作为光学显示元件，通过适当改变显示在液晶显示器上的计算全息图的编码，使其同时实现波面变换和相移。给出了液晶光调制计算全息相移器的理论分析，并通过实验测量表明其相移量的波动范围仅在0．036 rad以内，具有很高的精确性、可重复性和稳定性，最后验证了该相移器用于同轴相移数字全息实验的可行性。

中国激光杂志薄膜

环境气压对脉冲激光烧蚀沉积纳米Si薄膜表面粗糙度的影响698-700

摘要：薄膜表面粗糙度是表征薄膜质量的重要指标，为了探求环境气压对脉冲激光烧蚀沉积纳米Si薄膜表面粗糙度的影响，采用XeCl脉冲准分子激光器，分别在惰性气体氦气和氩气的不同气压环境下烧蚀沉积了纳米Si薄膜，用Tencor Instruments Alpha-Step 200台阶仪对相应薄膜的表面粗糙度进行了测量。结果表明，薄膜表面粗糙度开始随着气压的增大而逐渐增加，在达到一最大值后便随着气压的增大而减小。由不同气体环境下的结果比较可以看出，充氩气所得Si薄膜表面粗糙度比充氦气的小，最大粗糙度强烈地依赖于气体种类。对于原子质量较大的氩气而言，其最大粗糙度仅比低气压时高出11％，而对于原子质量较小的氦气来说，其最大粗糙度比低气压时高出314％。

沉积温度对电子束蒸发沉积ZrO2薄膜性质的影响701-704

摘要：摘要ZrO2薄膜样品在不同的沉积温度下用电子束蒸发的方法沉积而成。利用X射线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)检测了ZrO2薄膜的晶体结构和表面形貌，发现室温下沉积ZrO2薄膜样品为非晶结构，随着沉积温度升高．ZrO2薄膜出现明显的结晶现象，在薄膜中同时存在四方相及单斜相。薄膜表现为自由取向生长，晶粒尺寸随沉积温度升高而增大。同时发现薄膜中的残余应力随沉积温度的升高，由张应力状态变为压应力状态，这一变化主要是薄膜结构变化引起的内应力的作用结果。同时讨论了不同沉积温度对ZrO2薄膜光学性质的影响。

中国激光杂志光通信及其元器件

共掺铝的掺铒光纤放大器的光谱特性705-708

摘要：用Stark能级分裂的变化分析了掺铝改变掺铒光纤放大器(EDFA)光谱特性的原理，并用改进型化学气相沉积法(MCVD)结合溶液浸泡掺杂法制作了采用不同掺铝比例的掺铒光纤，测试了用这几种光纤制作的放大器的自发辐射谱，得出掺铝浓度的提高使荧光谱的峰值往短波长移动，与Stark能级分裂理论分析得到的结果相一致。同时采用截断法测试了两种不同掺铝浓度的掺铒光纤的吸收谱，实验结果表明掺铒光纤中增加铝的含量将提高铒离子浓度，并提高掺铒光纤的吸收系数，减短掺铒光纤放大器中的掺铒光纤长度。高掺铝掺铒光纤放大器具有更宽更平坦的增益谱线，可以适用长距离波分复用(WDM)系统。