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中国激光 2007年第03期杂志 文档列表

中国激光杂志实验技术与元件

大口径八边形钕玻璃片支撑系统的光机集成分析307-312

摘要：控制由机械装夹方式所引入的波前畸变以提高惯性约束聚变（ICF）输出光束的质量,是在大口径钕玻璃片主放大器结构设计中必须考虑的。提出了一种新的有限元变形结果与光学元件面形畸变之间的数据处理方式,并与传统方式进行了对比。基于新的数据处理接口,利用光机集成分析方法对大口径八边形钕玻璃片的支撑系统结构设计参数进行优化。优化的结果保证了由支撑系统引起的透过波前畸变小于十分之一波长,同时波前畸变与设计参数变动的相关性最小。

利用Ⅱ类相位匹配实现稳定倍频输出313-317

摘要：提出利用Ⅱ类相位匹配方法实现稳定倍频输出,并对该方法进行了理论分析和数值模拟。数值模拟是对KTP晶体xy平面内的Ⅱ类相位匹配倍频过程进行的。数值计算结果表明,Ⅱ类相位匹配倍频过程中,当基频光以除最佳入射偏振角之外的偏振方向入射时,倍频强度曲线随倍频晶体长度增加而呈周期性变化;由于这种周期性变化的存在,当基频光起伏变化时,倍频强度曲线会交叉汇聚,出现倍频稳定区;当偏离角（入射偏振角与最佳入射偏振角差值）一定时,随着基频光入射强度的增大,实现稳定倍频输出所需的倍频晶体长度减小,稳定输出时倍频效率不变;当基频光强度一定时,随着偏离角的增大,倍频输出稳定性提高,倍频效率稍有下降。

离焦量对等离子体冲击波力学效应的影响318-322

摘要：为研究激光等离子体冲击波力学效应受入射激光及环境因素的影响,利用波长1．06μm,脉冲能量320 mJ,脉宽10 ns的Nd;YAG激光作用在Al靶上,研究了冲量耦合系数（Cm）和离焦量（Z）之间的关系。实验发现在1．01×10^5 Pa情况下,初始时Cm随Z增大而增大,到Z=-12 mm附近达到最大值;而后Cm随Z增大而减小。在4000 Pa时,Cm随Z的变化关系与1．01×10^5 Pa时相似,但峰值位置后移。离焦量不同时,由于作用激光的功率密度不同而影响等离子体屏蔽效果;光斑大小不同将影响稀疏波作用,且离焦量正负不同时激光等离子体冲击波对靶的作用机制也明显不同,这些因素决定了离焦量对等离子体冲击波力学效应的影响。

中国激光杂志简讯

《中国激光》“综述”栏目征稿启事322-322

中国激光杂志实验技术与元件

弯曲直径对多模光纤激光器输出性能的影响323-326

摘要：大模场面积（LMA）多模光纤激光器的输出性能与光纤的弯曲程度有关。为研究两者之间的关系,在光纤不同弯曲直径下,对多模光纤激光器的输出性能进行了实验测量和理论计算。采用刀口法测量了不同弯曲直径下的激光光束质量因子M^2,并对每种情况下光纤激光器的斜率效率进行了测量。光纤弯曲直径分别为285 mm, 195 mm和130 mm时,多模光纤激光器光束质量因子M^2为2．88,1．82和1．67,斜率效率为39％,35％和34％。另外,对于实验所采用的大模场面积多模光纤,理论计算了各模式损耗与光纤弯曲直径的关系。

中国激光杂志简讯

第十八届全国激光学术会议第一轮通知326-326

中国激光杂志实验技术与元件

基于本征正交分解基的实时波前重构方法327-330

摘要：气动光学畸变波前可近似表示为低阶本征正交分解（POD）基与时间系数的相乘叠加形式。当本征正交分解基已知时,如何实时获取各阶时间系数则是能否对波前进行有效低阶近似重构的关键。从波前低阶近似表达式出发建立了时间系数、基函数的空间导数与探测光束偏折角所满足的线性方程组,通过求解该方程组得到系列低阶时间系数。对实验测量的畸变波前时间序列的分析表明,该方法求解的时间系数和直接波前本征正交分解分析得到的时间系数能够较好地吻合,并且与基函数的组合也能较好地重构出波前。由于只需测量波面上稀疏布局的探测光束的偏折角,并且求解的方程组包含方程数量少,因此该系数获取方法更具有实时性,从而实现对高频变化的气动光学畸变波前的实时重构。

焦斑可调的透镜阵列均匀辐照光学系统331-336

摘要：提出用两组透镜阵列与非球面透镜组成焦斑可调的均匀辐照光学系统,可实现靶面光斑尺寸在几微米到几毫米的范围内连续可调,并且能将圆形入射激光束变换为方形均匀焦斑,同时满足二维激光光束形状的改变和强度空间分布均匀化的要求。应用矩阵光学、衍射积分理论,详细分析了它的工作原理,给出了系统优化设计参数和详细的数值计算结果。模拟计算结果表明,当靶面离焦量为Δz=2 mm时,x,y方向平顶区的不均匀度分别为ηx =4．6％,ηy5．3％,能量利用率达到95．3％,基本上达到了设计要求。Zemax光学设计软件的仿真实验测试结果与理论分析结果吻合得很好。

双调Q开关热退偏补偿全固态激光器337-340

摘要：为了有效地补偿激光二极管（LD）侧向抽运1000 Hz重复率电光调QNd：YAG激光器棒状增益介质内存在的热致双折射损耗,设计了一种新颖的双调Q晶体开关复合谐振腔结构。实验结果表明,设计的双调Q晶体开关结构Nd：YAG激光器输出激光脉冲能量比单调Q晶体开关结构的非补偿腔输出能量提高了56％,当侧面抽运半导体激光器输出功率达到450 W时,激光输出达到30 mJ/pulse,输出光束偏振度优于10：1,激光脉冲宽度约14 ns。并获得6．7％的光一光转换效率。通过对双调Q开光激光谐振腔进行建模,并用求解速率方程对其特性进行理论分析,所得的计算结果与实验结果基本吻合。

脉冲激光在水中激发声脉冲的光声能量转换效率341-344

摘要：利用TEA-CO2脉冲激光在水中激发热弹光声信号,采用压电陶瓷水听器接收并将光声信号转换成电信号送入数字存储示波器,计算出声脉冲的能量,从而获得该激发条件下激光能量转换成声波能量的效率η。结果表明不采用凹面镜聚焦激光脉冲能量密度低于2 J/cm^2时,光声转换效率η为10^-7～10^-5,聚焦之后η增大一个数量级;激光脉冲谱线宽度固定时,能量越高,η越高;激光脉冲能量相同时,激光脉冲谱线宽度越大,η越高。故可以通过聚焦、增加激光脉冲谱线宽度、提高激光能量等方法来提高光声转换效率η,获得强的热弹光声信号。

切换式双波长激发在掺镱和铒镱共掺复合式光纤激光器中的实现345-349

摘要：抽运旁通腔型的掺镱光纤（YDF）激光器内剩余的抽运光功率随着入射抽运功率的变化呈现出光学双稳特性,这导致了用它来抽运另一个分叉腔的铒镱共掺光纤（EYDF）增益介质可获得第二个信号波长激发的可能性。根据这一原理,从实验上获得了1040 nm和1537 nm两个激发线的可切换振荡,这表明基于掺镱光纤激光器光学双稳态的复合腔结构（掺镱光纤激光器的抽运旁通腔和铒镱共掺光纤分叉腔）是实现切换式双波长光纤激光器光源的一个简单有效的方法。

中国激光杂志简讯

征订启事349-349

中国激光杂志实验技术与元件

基于光纤光栅法布里-珀罗腔的高效窄线宽光纤激光器350-353

摘要：报道了采用双光纤光栅（FBG）法布里-珀罗（F-P）腔选模的线形腔结构窄线宽光纤激光器。激光器以高掺杂Er^3＋光纤为增益介质,利用全光纤型法拉第旋转器（FR）抑制空间烧孔效应,通过两个短光纤光栅法布里-珀罗腔选模,产生了稳定的1534．83 nm单频激光输出。激光器采用两支976 nm单模激光二极管（LD）抽运,两端输出。激光器阈值抽运光功率为12 mW,在总抽运光功率为145 mW时总输出信号光功率为39．5 mW,单端最高输出信号光功率为22 mW。光-光转换效率为27％,斜率效率为29．7％。随着抽运功率的增加,激光器输出功率趋于饱和。采用延迟自外差方法精确测量光纤激光器线宽,实验中使用了15 km单模光纤延迟线,由于测量精度的限制,得到激光器的线宽小于7kHz。这种光纤激光器具有输出功率高、线宽窄、信噪比高的特点,可用于高精度的光纤传感系统。

消除机械抖动激光陀螺闭锁误差的方法354-358

摘要：理论分析了机械抖动激光陀螺（MDRLG）闭锁误差产生的原因,给出了闭锁误差与输入角速率、机械抖动频率和机械抖动幅度的关系。针对激光陀螺读出电路整脉冲计数解调的缺陷,提出了用抛物线方程描述激光陀螺输出信号零速率点的相位特征来补偿丢失的小角速率信息,并且利用激光陀螺零速率点相位的正弦值和余弦值以及零速率点相位的二阶导数进行闭锁误差补偿的新方法。仿真实验结果表明,在整周期采样过程中,激光陀螺最大输出误差由原来的6．25％减小到0．622％,有效地减小了闭锁误差,提高了激光陀螺的检测精度。同时该方法也使激光陀螺输出信号具有良好的稳定性和重复性。

激光二极管端面抽运Nd：GdYVO_4晶体热效应分析及倍频研究359-363

摘要：通过求解泊松热传导方程,得出了端面抽运下矩形截面Nd：GdYVO4激光晶体内部温度场分布以及Nd： GdYVO4激光晶体抽运端面达到热平衡后的热形变量。当抽运功率为12 W,抽运光斑半径wp=320μm时,Nd： GdYVO4激光晶体的热形变量为0．855μm。根据Nd：GdYVO4晶体内部温度场分布和晶体抽运端面达到热平衡后的热形变量,进而计算出晶体热焦距随抽运功率的变化。通过ABCD矩阵进行了腔参数优化,选取了更有效压缩KTP上基模光斑半径的V腔进行腔内倍频实验。在抽运功率为6．71 W时Nd：GdYVO4获得了1．73 W稳定倍频绿光输出,光-光转换效率达到25．8％,绿光非稳度为1．13％。

中国激光杂志激光物理与激光化学

增益随机散射介质中的非相干辐射364-369

摘要：用蒙特卡罗方法仿真了增益随机散射体中的非相干辐射,观察了非相干随机激光的特性。当抽运能量超过一定阈值时,散射体的整体辐射谱突然变窄;随着抽运能量继续增大,在光滑谱背景上会出现分离尖峰;散射体内空间某位置处频率组成不是单一的;辐射谱中某单个频率的空间方向分布和位置分布比较广。增益随机散射体中产生的非相干随机激光本质上既不同于无反馈的普通放大自发辐射,又不同于相干反馈形成的常规激光。解释了非相干随机激光辐射谱上出现分离尖峰的原因,出现这种现象是由于少数光子在增益散射体中经历较多次数散射后得到了相对充分的放大。

环形非稳腔倒向波抑制镜抑制效果的数值模拟370-373

摘要：对环形非稳腔激光器做数值计算模拟,给带有倒向波抑制（RWS）镜的环形非稳腔激光器的设计提供了数值参考。通过自洽方程,用Matlab计算带有倒向波抑制镜的环形非稳腔正、倒向波的稳定过程。改变腔长、放大率等参数来计算,发现使用倒向波抑制镜能明显提高正向波的输出,并能抑制倒向波。气体分子的多普勒频移导致正、倒向波的频率变化。频率分开的越小,竞争越大,抑制效果越好,正向波输出功率则有所下降。对于特定的结构,存在最佳的放大率,使正向波的输出最大。计算结果表明,倒向波抑制镜的引入能增大环形非稳腔输出功率。计算结果对实际环形非稳腔的设计十分有用。

中国激光杂志光束传输

液晶空间光调制器的斜入射特性374-378

摘要：对液晶空间光调制器（LC-SLM）在读出光斜入射下的理论进行了推导,建立了读出光斜入射时液晶空间光调制器的理论模型,并进行了模拟计算。以正入射时液晶空间光调制器的电压—输出光强的关系,推导出液晶空间光调制器在不同调制电压下液晶分子的转角,从而进一步计算相位差。结果表明,随着入射角的增加,液晶层的相位调制深度逐渐减小;随着分子倾角的减小,相位调制深度逐渐升高,即随着写入光的增强,加到液晶层两端的电压增加;随着入射角的增加,读出光强的初相位逐渐减小,但该初相位值并不大,即使在入射角10°下达到最大,也仅为0．21π。计算结果与实验数据相吻合。