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中国激光 2005年第07期杂志 文档列表

中国激光杂志激光器件

调Q及连续掺Yb光纤激光器中的自锁模研究873-877

摘要：在用半导体激光器抽运的单包层掺Yb调Q光纤激光器中观察到了清晰稳定的自锁模脉冲序列,脉冲包络形状为调Q脉冲,每个锁模脉冲的幅值由其在调Q脉冲中的相应位置决定.经过分析,认为自相位调制是调Q光纤激光器中产生锁模的主要原因.自相位调制的存在使得光脉冲的频谱被展宽,当这种展宽和腔的模式间隔相差不多时,腔内的模式便能相互作用,直到它们之间产生一个固定的相位关系,也即形成锁模.在此基础上,去掉声光晶体,并用两个光栅作为腔镜,实现了全光纤法布里-珀罗(F-P)腔锁模光纤激光器.改变腔结构,分别采用光栅和光纤反射圈作为前后腔镜,同样观察到了锁模脉冲.经过观察发现,锁模脉冲的产生和掺Yb光纤的浓度、长度、抽运功率的大小有着密切的关系,这为锁模脉冲的产生提供了一种新的方法.

激光二极管抽运的克尔透镜锁模Yb：YAG激光器878-880

摘要：为了实现激光二极管抽运的Yb:YAG晶体克尔透镜锁模运转,采用波长在930 nm的激光二极管单向抽运Yb:YAG晶体,利用五镜谐振腔,在腔内没有插入硬光阑的情况下,实现了Yb:YAG晶体的稳定克尔透镜锁模运转,得到输出功率为20 mW的稳定锁模脉冲,其中心波长在1038 nm,重复频率为94 MHz,谱线半宽度大于9 nm,理论上可以支持124 fs的锁模脉冲.

低温下运行的光纤耦合激光二极管抽运Tm，Ho：YLF激光器881-884

摘要：为了实现小型化、高功率、高效率连续2 μm激光输出,采用中心波长792 nm激光二极管(LD)抽运双掺杂Tm,Ho:YLF晶体,将晶体封装在装有350 mL液氮的杜瓦装置中,使其工作在77 K温度条件下.光纤耦合激光二极管出纤功率14.8 W,数值孔径0.3,芯径400 μm.激光二极管端面抽运Tm,Ho:YLF激光器,产生2.05 μm线偏振连续激光输出,最大功率5.2 W.由于Tm3+离子能级间的交叉弛豫效应导致的高抽运量子效率,实验获得的光-光转换效率为35%,斜度效率达到40%.采用双端面抽运结构,两个激光二极管注入功率29.6 W时,Tm,Ho:YLF激光器输出功率达10.2 W,相当于光-光转换效率33%,斜度效率36%.

一种新型皮秒脉冲激光器885-888

摘要：一种新型皮秒脉冲激光器由序列脉冲激光的产生、单脉冲激光的选取、放大和倍频等部分组成,激光器工作物质选用Nd:YAG晶体,用两个格兰棱镜分别作为起偏器和检偏器,激光器的振荡级利用被动锁模染料产生的锁模序列脉冲激光,经过单脉冲选择器选取出其中的一个单脉冲激光,再经激光器放大部分的放大和倍频晶体的倍频后,激光器最终输出能量为120 mJ,脉冲宽度为100 ps,波长为532 nm的单脉冲激光,其功率约为1.2×109W,功率密度约为4.2×109W/cm2,系统的外触发同步精度优于2μs.

中国激光杂志实验技术与元件

大气模式激光推进耦合系数的实验研究889-893

摘要：为了研究大气压强对激光推进耦合系数的影响,设计了一座真空仓,利用真空泵系统控制仓内气压从4.6×103Pa到101.3×103Pa之间变化.采用单脉冲能量为20 J的TEA CO2激光器,对挂有光船模型的冲击摆进行大气模式激光推进耦合系数的测定.实验发现随着真空仓内气压的上升,冲量耦合系数逐渐增大,当气压值达到34.6×103Pa左右时,冲量耦合系数达到最大,随后伴同气压值的增加冲量耦合系数逐步下降.当入射激光单脉冲能量为10 J时,冲量耦合系数的峰值处的气压值略有降低.从激光等离子体冲击波的角度对这一现象进行了初步的分析和解释,预测了能量对冲量耦合系数的峰值影响.

桌面毛细管快放电X射线实验装置电压测量系统的研究894-898

摘要：桌面毛细管快放电X射线激光实验装置,是研究高压大电流放电直接激励X射线激光放大技术的快脉冲发生器.其特点是电压高、电流大、脉冲陡、干扰强、空间小.常规绝缘结构的高压无感电阻测量系统难以满足其高电压脉冲测量的要求.研究了一种新型绝缘结构高压无感电阻电压测量传感器及两级分压测量系统,介绍了传感器的绝缘结构原理、测量系统的组成以及高电压测量结果,并从理论上验证和分析了测量系统的测量结果及相对误差.实验结果表明,新型绝缘结构高压无感电阻能同时具有较高电位梯度和较小电感的优点,设计的电压测量系统峰值误差小,抗干扰能力强,可以较好地满足毛细管快放电X射线激光实验装置中的高电压测量.

外腔锁相激光二极管阵列的一般分析899-902

摘要：在不针对特定系统参量并考虑激光二极管阵列(LDA)前端面的剩余反射的情况下,对外腔锁相激光二极管阵列进行了一般性分析.在只考虑相邻发光单元间互相耦合及单元自耦合的近似下,把耦合参量表示为模和幅角的形式以便于分析各阶超模的阈值条件.对于和前端面的剩余反射系数有关的外腔锁相激光二极管阵列各阶超模的阈值,解析证明了阈值最低的模式或为最低阶超模,或为最高阶超模.说明了存在一些分立的外腔长度范围可以使激光二极管阵列运行于最低阶超模或者最高阶超模,这些结果和模式耦合理论的结果一致.

中国激光杂志激光物理与激光化学

光折变晶体中的光生伏打灰空间孤子903-907

摘要：在自散焦介质中,平面波的传播对小的调制扰动是绝对稳定的,暗空间孤子正是作为平面波背景上的一种局域暗迹而存在的.基于这种调制稳定性,给出了由光生伏打自散焦非线性支持的一维灰空间孤子的演化方程,并在光生伏打光折变LiNbO3:Fe晶体中给出了它的静态解.数值研究了这种灰空间孤子的诸多性质:例如在不同的孤子灰度下的孤子轮廓和它的相位分布;光生伏打灰孤子的归一化横向传播速度和归一化半峰全宽随归一化的背景光强和孤子灰度的变化等,所有这些性质都可以通过调节孤子波两侧的相位差加以控制,并详细地比较了光生伏打灰孤子和屏蔽灰孤子之间的异同.

双曲余弦-高斯光束的分数傅里叶变换特性研究908-912

摘要：基于分数傅里叶变换(FRFT)与维格纳分布函数(WDF)旋转等效的性质,推导出了双曲余弦-高斯(ChG)光束在分数傅里叶变换面上光强分布和束宽的解析公式,研究了双曲余弦-高斯光束光强和束宽随分数傅里叶变换阶数的变化规律,分析了偏心参量对双曲余弦-高斯光束分数傅里叶变换特性的影响,并对数值计算结果进行了分析和讨论.结果表明,对给定偏心参量的双曲余弦-高斯光束,可以使其经过一定阶数的分数傅里叶变换来获得平顶光束.

BBOⅡ类共线相位匹配结构中群速失配的补偿913-916

摘要：为了消除群速失配对飞秒光参量放大(OPA)的不利影响,描述了在Ⅱ类共线相位匹配的飞秒BBO光参量放大中,同时倾斜抽运光和信号光的脉冲波面完全补偿三波群速失配的方法.理论计算了三波群速匹配时,相位匹配角、抽运光和信号光的脉冲波面倾斜角随信号光波长的变化.并分析了三波群速匹配对抽运光光斑尺寸的要求和对参量带宽的影响.结果表明,利用该方法不仅能够完全补偿飞秒BBO光参量放大在连续调谐时三波的群速失配,而且能够实现最大的参量带宽.此外,选取合适的抽运光光斑尺寸对提高参量增益至关重要.

非均匀分布反馈半导体光放大器的动态双稳特性917-922

摘要：分布反馈半导体光放大器(DFB-SOAs)具有较低的双稳上跳阈值,因而在光学信息处理方面有一定的应用前景.引入空间相移、啁啾等非均匀性后,其双稳特性可得到进一步改善.由于系统的传输速率受到脉冲下降沿形变及开启延时的限制,因此对其动态双稳特性的研究很有必要.从耦合模方程及载流子速率方程出发,数值分析了相移、啁啾分布反馈半导体光放大器的动态双稳特性.结果表明,相移使出射脉冲下降沿的形变及开启延迟随初始失谐量的减小呈现先恶化后缓和的趋势,引入啁啾可明显抑制脉冲下降沿的形变,但是增加了开启延迟所需的功率过载量.

端面抽运矩形截面Nd：GdVO4晶体热效应研究923-928

摘要：以解析分析理论为基础,研究矩形横截面Nd:GdVO4晶体受到具有高斯分布的端面中心入射时,激光晶体温度场分布情况和晶体抽运面热形变分布情况.通过对半导体激光端面入射Nd:GdVO4激光晶体工作特点分析,建立了符合激光晶体工作状态的热模型,利用热传导方程(泊松方程)的一种新求解方法,得出了矩形截面Nd:GdVO4晶体的温度场分布和端面热形变场通解表达式,同时对影响激光晶体温度场分布的各种因素进行了定量研究.研究结果表明,当使用输出功率为15 W的半导体激光器端面中心入射Nd:GdVO4晶体(晶体掺钕离子原子数分数为1.2%)时,在抽运端面中心获得189.0 ℃最高温升和1.37μm最大热形变量.这种方法还可以应用到其他激光晶体热问题研究中.

中国激光杂志简讯

激光二极管抽运新型Yb：GSO晶体实现激光运转928-928

摘要：作为发射波段在1 μm的激光二极管(LD)抽运全固态激光器的增益介质,掺Yb晶体非常大的具有吸引力.Yb离子具有简单的电子结构,预防了激发态重复吸收、上转换以及浓度淬灭带来的激光损耗.而且,掺Yb介质的量子缺陷比较低可以产生相对大的斜效率和低热负载.近年来,掺Yb介质一些有效的激光运转已经得到证明,如Yb:YAG,Yb:YAB以及Yb:BOYS等.迄今为止,人们仍在进行各种尝试以得到发射荧光谱宽,低阈值运转的激光晶体.

中国激光杂志光束传输

传输矩阵法分析多环高阶谐振滤波器特性929-932

摘要：与输入/输出波导耦合的环型谐振腔能形成结构简洁、性能良好、集成度高的信道滤波器.为实现通带内频率响应平坦度高、滚降时间快的滤波效果,采用多环结构形成的高阶滤波器.利用传输矩阵法推导了环与环间通过串联耦合和并联耦合两种方式形成的多环高阶谐振滤波器的传输函数公式.对于并联耦合结构,通过优化直接影响下话路滤波特性的环与环间直波导的长度,实现了下话路光谱的对称性.对于串联结构,影响其特性的主要因素为环与环间的耦合系数,要实现最大平坦的通带特性,通过数值计算得出各个环间耦合系数必须从中间到两侧对称增加的特性.

小尺寸波纹光阑的实验研究933-936

摘要：报道了在光路中使用小尺寸波纹光阑代替圆孔光阑的研究结果.应用菲涅耳衍射光强分布理论以及光轴上光强分布理论对波纹光阑在一定条件下的作用范围进行了分析.用CCD成像系统对实验结果进行记录.结果表明实际与理论能较好地吻合.从光路的实际使用效果看,对比圆孔光阑,应用波纹光阑在其作用范围内实现了对光束衍射调制的抑制和填充因子的提高.

中国激光杂志光通信及其元器件

4×4纵横交换微电机械系统光开关阵列937-941

摘要：微电机械系统(MEMS)光开关是微电机系统技术与传统光学技术相结合的新型机械式光开关.采用纵横交换网络和通断型微镜实现4×4微电机械系统光开关阵列,利用球透镜单模光纤准直器作为微电机械系统光开关阵列的输入、输出端口.运用高斯光束耦合理论对光开关阵列插入损耗(IL)进行了理论计算,并对引起插入损耗的主要因素进行了分析.对于失调容限:输入与输出光纤准直器位置失调2μm,定位角度失调0.15°,微镜非垂直反射角度失调0.15°,制作了4×4微电机械系统光开关阵列,对其各个通道的插入损耗进行了实验测试,其中最大值为2.77 dB.

二维光码分多址的地址码及干扰估计接收机942-947

摘要：阐述了自相关旁瓣为0,互相关值小于等于1的二维光正交码(2D-OOC)的新构造方法及非同步频域跳频时域扩频二维光码分多址(2D-OCDMA)系统中的干扰估计接收机模型.二维光正交码的新构造方法以两个单极性码分别作为频域跳频模式和时域扩频模式.用作频域跳频模式的地址码是自相关旁瓣及互相关值小于等于1的一维光正交码(1D-OOC),用作时域扩频模式的地址码其码长为素数或码长与码中任意两个非零码元的位置差值互质.将一个没有分配给任何用户并且和接收用户地址码正交的地址码用作干扰估计码来得到多用户干扰(MUI)估计值,从而得到最佳的判决门限.系统误码率(BER)的分析显示干扰估计接收机系统的性能要优于传统的接收机系统.

采用动态波长分插复用器的光突发交换环网中的控制协议研究948-952

摘要：提出了一种光突发交换(OBS)环网控制协议--延迟光突发固定周期(DBFP)协议,它采用动态波长分插复用器(WADM),即采用波长可调发送可调接收(TTTR)机制,通过提前的光突发控制分组(BCP),为光突发数据分组(BDP)预留资源,并利用固定长度的光纤延迟线(FDL)将突发数据包延迟固定的时间,以便等待所有已经预留的突发数据包发送完毕,从而完全避免突发数据包冲突问题.仿真结果表明,延迟光突发固定周期协议能完全避免突发数据包冲突,同时有效地实现了波长统计复用、按需分配和空间重用,波长重用效率高达160%,从而提高链路利用率,特别适合于突发性的业务;并且延迟光突发固定周期协议所引入的时延为1ms左右,对业务的影响不大.