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中国激光 2006年第03期杂志 文档列表

中国激光杂志激光器件

双侧面90°抽运微通道致冷Yb：YAG板条激光器289-292

摘要：报道了采用带有微柱镜的激光二极管阵列（LDA）双侧面90°排布抽运的Yb：YAG板条激光器，实验中使用的激光晶体尺寸为6mm×10mm×1mm，掺杂原子数分数为3％。抽运光通过自行设计的聚光系统聚焦成10mm×1mm的光斑进行抽运，聚光系统的效率为75％，晶体表面功率密度达到1．9kW／cm^2，晶体内抽运光交叠区的体功率密度达到38kW／cm^3，远高于阈值的1．7kW／cm^3。当激光器采用平一凹腔结构，耦合输出为6％时激光单脉冲输出能量最高为25．5mJ，斜率效率为13％。插入声光调Q晶体后获得4．7mJ的调Q脉冲输出，脉宽为24．8ns。

基于半导体光放大器交叉增益调制效应的主动锁模光纤激光器293-297

摘要：提出一种腔内损耗小的基于半导体光放大器（SOA）交叉增益调制效应（XGM）的主动锁模光纤激光器结构。使用光环行器成功减小了激光器的腔内损耗，提高了激光器的输出功率。从理论上对有理数谐波锁模过程中腔内脉冲复合的物理机制进行了详细分析。利用有理数谐波锁模技术，在调制频率为10GHz下，得到了重复频率为30GHz的皮秒级光脉冲序列输出，其峰值功率约0．5mW。由于半导体光放大器的宽增益谱与滤波器的较大可调谐范围，使得激光器输出可以在较大的波长可调谐范围内保持较大功率输出。成功实现了调制频率为20GHz的谐波锁模短光脉冲输出，可调谐范围达40nm，峰值功率大于0．65mW。半导体光放大器和激光器的短腔长保证了激光器的长期稳定性。

高功率双包层光纤激光器的受激拉曼散射298-302

摘要：受激拉曼散射（SRS）会限制光纤激光器功率的提高。利用光纤激光器的功率传输方程，理论分析了高功率掺Yb^3＋双包层光纤激光器中的受激拉曼散射效应，得到了纤芯直径、光纤长度、掺杂浓度以及抽运方式对光纤激光器特性的影响。通过分析，得到了增大纤芯直径、减小光纤长度、降低掺杂浓度以及合理的抽运方式可以有效地减小拉曼散射的影响。利用已有的实验结果对理论模型进行了对比，证明了理论模型的正确性。所得的结果对设计实现高功率双包层光纤激光器提供了理论依据。

腔镜倾斜扰动对正支共焦腔输出光束模式的影响303-310

摘要：针对激光器出光过程中腔内像差扰动带来的光束质量下降问题，分析了正支共焦腔腔镜倾斜扰动对调腔光模式的影响，采用等效透镜波导法计算了凹、凸腔镜倾斜失调状态下的凋腔光模式分布、泽尼克（Zernike）像差系数。同时采用哈特曼夏克（Hartmann—Shack）波前传感器方法对此进行了实验定量研究，用模式法进行了波前重构。得到了扰动量与泽尼克像差的定量关系。结果表明，凹镜倾斜扰动对腔模的影响大于凸镜，对于大菲涅耳数非稳腔，腔内倾斜扰动量与腔外泽尼克倾斜系数具有良好的线性关系，若对凹、凸腔镜分别施加等量倾斜扰动，带来的腔外泽尼克倾斜系数比率约为光腔放大倍率。且腔模倾斜像差增加的同时还将导致离焦、像散等高阶像差的增大，因此作腔内相位补偿或校正时，应使补偿或校正平面尽可能靠近凹面镜；最后对实际激光束与He—Ne调腔光束的异同作了简要比较。

中国激光杂志实验技术与元件

用于惯性约束聚变驱动器的静态相位控制元件311-315

摘要：焦斑的尺寸和形状主要由光束的波前畸变决定。为了减小大口径激光系统的波前畸变并提高焦斑能量集中度，对静态波前畸变采用了相位板补偿的方法。对于在建中的原型装置，主要考虑补偿主放大系统的波前畸变。根据补偿板摆放位置处的光通量和加工的难易程度，综合考察了四个摆放位置的优缺点，提出用补偿板替代腔镜对波前进行补偿。建立了求解补偿板面形的数值计算模型，就设计时采用的钕玻璃片滤波截止频率做了讨论，得出用0．01mm。的截止频率做低通滤波后可以得到最佳补偿效果，给出了补偿板的面形分布和加工方法。模拟结果表明，采用这种方法后静态波前畸变由3．35λ降到1.27λ；包含总能量95％的衍射极限倍数由6．21DL降到了3．95DL，说明焦斑能量集中度得到显著提高。

基于共焦法布里-珀罗腔的无调制激光频率锁定316-320

摘要：将激光器锁定到合适的参考频率上，可以有效改善激光器的频率稳定性。对于共焦法布里珀罗（CFP）腔，沿腔轴的光路与同腔轴有一小夹角的光路对应的光程不同，因此二者对应的腔共振透射峰的频率之间会发生相对频移。这一特性可用来产生以共焦法布里-珀罗腔作为频率标准稳定激光频率的类色散型鉴频曲线，而不需要对激光频率或者共焦法布里-珀罗腔长进行调制扰动，也无需采用相敏探测。实验中实现了自制的852nm光栅反馈半导体激光器相对于共焦法布里珀罗腔的无调制频率锁定，由闭环锁定后的误差信号分析，30s内典型的频率起伏小于340kHz，较相同时间段内激光器自由运转时的频率起伏（约10MHz）有了显著的改善。还通过调节入射到共焦法布里珀罗腔两光束之间的夹角来改变频移量，对不同频率间隔下的类色散型鉴频曲线的斜率以及对激光器锁频后的频率稳定性作了比较。

光谱色散平滑的实验研究321-325

摘要：为提高国内惯性约束聚变（ICF）装置的焦斑平滑能力，在对光谱色散平滑（SSD）技术理论分析的基础上，开展相关实验并研究其平滑机制。实验结合另一种焦斑平滑技术——分布式相位板（DPP）比较分析光谱色散平滑技术应用下的焦斑均匀性的变化。实验表明，利用光谱色散平滑技术中的正弦相位调制对光谱展宽并色散后，在色散方向上的焦斑均匀性有明显改善，120μm内的光强调制被平滑，其平滑能力依赖于光谱色散平滑技术参量的选择；焦斑的低频光谱强度变化很小，但中高频光谱强度下降，焦斑质量有良好的改善，焦斑的不均匀性从40％降低到12．5％。结果还表明，光谱色散平滑技术中的关键是色循环的产生，光谱本身加宽产生的平滑作用非常有限。

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中国光学学会2006年学术大会的通知325-325

中国激光杂志实验技术与元件

细长型高功率脉冲氙灯326-329

摘要：高功率脉冲氙灯主要在惯性约束聚变（ICF）研究中用作高功率激光驱动器的抽运光源，其各项性能和使用寿命对高功率激光驱动器的整体工作性能影响很大。在改进制灯材料和管壁结构的基础上，研制了两种不同规格的细长型高功率脉冲氙灯：一种是φm16mm，放电弧长为1140mm；另一种是φm17mm，放电弧长为1270mm。研制的细长型高功率脉冲氙灯，其极限负载能量大、工作寿命长、辐射效率高，工作性能较原先脉冲氙灯有很大的改进和提高。

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首届LASER．World of Photonics（China）展会将于近期在上海举行329-329

中国激光杂志激光物理与激光化学

不等间距达曼型滤波器的飞秒脉冲时空变换整形与识别技术330-334

摘要：研究了以不等间距达曼（Dammann）型滤波器为模板的飞秒激光时空变换与识别技术。优化设计出不等间距多脉冲达曼型滤波器，并在高斯光谱分布的模拟中讨论产生的超快时域多脉冲平均度和光谱平面上调制周期重复数的相关性。给出了频率分辨光开关法（FROG）技术识别超快时域两脉冲的实验结果。

饱和非线性光纤正色散区的交叉相位调制不稳定性335-338

摘要：在考虑到光纤饱和非线性效应的情况下，给出了同偏振、不同波长的两光波的慢变振幅满足的耦合非线性薛定谔方程组以及线性化后微扰满足的方程组。在光纤的正色散区，分析并讨论了交叉相位调制不稳定增益谱随两光波输入功率变化的规律。结果表明，与饱和非线性光纤中自相位调制不稳定性的增益谱类似，交叉相位调制不稳定增益谱的临界扰动频率、峰值增益大小随两光波输入功率的增大也呈现出先增大后减小的特点，而二者随两光波输入功率变化的快慢都与两扰动的频率大小有关，即会出现两个不同的输入功率对应同一个不稳定增益峰值和临界扰动频率的情形。

一种可对复杂光场进行相位恢复的算法339-342

摘要：给出了一种改进的相位恢复迭代算法。根据多个面的强度信息进行相位恢复，并提出将相位恢复过程划分为轮廓恢复和细节恢复两个阶段。首先利用三个较远的衍射面及输入面的强度信息，恢复出输入面相位分布的轮廓，然后再利用两个较近的衍射面及输入面，进一步恢复出相位分布的细节。该方法在一维情况下能够准确地恢复出各种输入光场，尤其是复杂光场的相位分布，大幅度提高了相位恢复的精度。模拟实验还表明，本算法具有较好的鲁棒性：多次随机选取迭代初始值时，收敛结果唯一；并具有良好的抗噪性能。

相干背散射法测量微结构光纤中的光子局域化343-346

摘要：光子局域化是光子晶体的重要性质，提出采用相干背散射法对微结构光纤（MOFs）进行测量，为了便于理解并解释光子局域化的理论，在可见光波段分别测量了石英晶体、集束式微结构光纤和双芯型微结构光纤，应用光波经典扩散理论，搭建了实验平台。实验结果表明，对石英晶体的探测没有发现相干现象，而在575nm左右微结构光纤中产生了很强的干涉。分析认为是由于二维微结构光纤的端面中分布着从节区到脉区变化的周期结构，尺寸约为500～600nm，相当于一些不连续的散射粒子，当入射575nm光波长和这些粒子的尺寸相接近时，满足了光子局域化的条件，便产生了强烈的背相散射相干现象。

中国激光杂志光通信及其元器件

掺铒光纤的纤芯折射率347-350

摘要：在光纤研制过程中掺铒光纤（EDF）的纤芯折射率控制尤为关键。对采用改进型化学气相沉积（MCVD）技术沉积纤芯疏松层，并用溶液浸泡法，采用不同铝离子浓度的氯化铒溶液制作的四种掺铒光纤进行了折射率测试和电子探针微小分析（EPMA）。提出了掺铝将改变原疏松层中的二氧化硅和二氧化锗的比例，铝离予进入疏松层越多，最后得到的掺铒光纤纤芯的二氧化锗的摩尔分数就会越少，用氧化铝生成和二氧化锗挥发两个化学反应式进行了解释。掺铝和掺锗都会提高纤芯的折射率，但由于锗减少引起的折射率降低量大于铝提高引起的折射率提高量，导致掺铝后纤芯的整体折射率下降。

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光学期刊联合编辑部举行新春茶话会350-350

摘要：2006年1月16日，《光学学报》、《中国激光》、Chinese Optics Letters和《激光与光电子学进展》在上海光机所举行专家、编委新春座谈会。徐至展院士、王育竹院士，上海光机所祝如荣副所长，各研究室的主任、副主任，四种刊物的部分编委、特约编辑以及编辑部的编辑共36人参加了座谈会。

中国激光杂志光通信及其元器件

一种低成本智能全光波长交叉交换连接器的设计和实现351-355

摘要：报道了一种采用多个4×4，一个8×8光开关以及固定波长转换器组成的大容量全光波长交叉交换连接器（OWXC）的新颖结构，可以实现低串扰、低延迟的无阻塞光信号交换和转换，降低成本30％左右。同时，提出了应用于该结构的智能控制信号传输帧结构以及通过设置可用波长被锁定的时间门限来实现三种具有服务等级的智能光链路建立方式。实验结果显示，一条光链路从被断开到自动重新建立的时间是22ms，可以实现人工、自动和半自动三种链路建立方式以及三根光纤，24个波长的全无阻塞交换，交换容量达到960Gb／s。对组建大容量的光交叉连接（OXC）具有参考意义。

中国激光杂志全息技术与信息处理

二维斜周期阵列的分数泰伯效应356-360

摘要：对振幅型二维斜周期阵列分数泰伯效应的研究，可以为设计和制作新型阵列发生器提供必要的理论依据。通过坐标的旋转与倾斜描述二维振幅型斜周期阵列，根据菲涅耳变换公式在理论上研究这类斜周期阵列的自成像效应，并进一步讨论了分数泰伯距离处像场的振幅分布与相位分布，给出了具体的相位计算公式。以60。斜交周期菱形阵列为例，模拟计算了它们在各自分数泰伯距离处的像，模拟计算的结果与数学公式推导的结果一致。并简单讨论了利用这种周期结构，设计和制作新型阵列发生器的可行性。另外，还对二维斜周期菱形阵列与正交周期方形阵列在压缩比例和光斑模式等特性上进行了比较分析。