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中国激光 2008年第01期杂志 文档列表

中国激光杂志实验技术与元件

高效高功率侧面抽运腔内倍频连续绿光激光器3-5

摘要：激光二极管（LD）侧面抽运的内腔倍频激光器技术是实现高功率、高稳定且低成本连续绿光激光器的有效方法。为满足激光彩色显示、激光加工、数据存储、医疗卫生和科研等领域对连续绿光激光器的需求，研制了一台高效、高功率侧面抽运腔内倍频Nd：YAG／KTP连续绿光激光器。采用优化的平凹平三镜折叠腔结构，Ⅱ类相位匹配KTP晶体内腔倍频，当808nm激光二极管抽运功率约为180W时，得到最高18．7W的连续绿光激光输出，对应的光一光转换效率为10．4％。在输出功率15．4W时测量激光功率稳定性，其功率不稳定度小于0．5％。输出光束平滑，远场为类高斯分布，用刀口法测量了激光器不同输出功率时的光束质量，光束传输因子M^2小于7。

包层抽运掺镱光纤激光器中受激拉曼散射和受激布里渊散射效应6-10

摘要：高功率光纤激光器大多选用掺镱双包层光纤作为增益介质，由于光纤尺寸较小，极易在光纤谐振腔中产生受激布里渊散射、受激拉曼散射效应。包层掺镱双包层光纤激光器中一旦发生受激拉曼散射和受激布里渊散射效应，其产生高强度信号成为高功率光纤激光器的主要噪声来源，影响激光输出的特性和稳定性。对包层抽运掺镱光纤激光器中的受激布里渊散射和受激拉曼散射进行了实验研究，在单模双包层光纤中观察到受激布里渊散射和受激拉曼散射。实验结果表明，在光纤谐振腔中，抽运方式、谐振腔输出镜损耗、受激瑞利散射对受激布里渊散射的影响较大，尤其是受激瑞利散射为谐振腔提供了附加反馈，不仅压窄激光信号的线宽，而且使得受激布里渊散射的阈值迅速降低。

GdVO4晶体的受激拉曼散射11-16

摘要：采用熔体提拉法生长出了高质量的a轴和c轴GdVO4单晶。测量了GdVO4晶体的室温透过光谱，结果表明GdVO；晶体的短波透过截止边为338nm，长波透过截止边大于3000nm，透过范围覆盖紫外、可见、近红外和部分中红外波段，因此可以在较宽波长范围内实现拉曼激光频移。研究了GdVO4晶体在532nm和355nm皮秒激光脉冲抽运下的受激拉曼散射（SRS）。采用腔外单次通过方式，获得了3级斯托克斯线（557．98nm，586．86nm，618．92nm）和1级反斯托克斯线（508．01nm），得到GdV04晶体一级斯托克斯拉曼散射的稳态增益系数为26．6±0．2cm／GW，二级斯托克斯拉曼散射的稳态增益系数为14．0±0．2cm／GW，受激拉曼散射的整体转换效率达到43％。报道了GdVO4晶体355nm激发的受激拉曼散射，观察到2级斯托克斯谱线（365．9nm，378．1nm），在此条件下测得一级斯托克斯谱线的拉曼增益高达114±9cm／GW。

中国激光杂志简讯

德国激光与光电特别展2008年3月在上海举行16-16

摘要：近日，将于2008年3月亮相上海的德国激光与光电特别展再次引起中国媒体的注意，该展会展商主席将由德国肖特集团先进材料部执行副总裁Johannes Hain博士担任。 Johannes Hain博士长期活跃于德国光学工业界，在众人眼中，这位德高望重的博士代表了品质、可靠性、专业、权威，

中国激光杂志实验技术与元件

抽运光参数对玻璃中受激布里渊散射光能量提取效率的影响21-26

摘要：以K9玻璃与熔石英玻璃代替传统的液体或气体作为纵向受激布里渊散射（LSBS）样品，波长1．064μm，脉宽可调的单纵模电光调Q激光器作抽运光，实验探讨了抽运光脉宽、抽运光能量大小、抽运光脉冲重复频率对纵向受激布里渊散射脉宽压缩效应和散射光能量提取效率的影响。实验结果表明，抽运激光脉冲重复频率高，则散射光能量提取效率高；脉宽小，则散射光能量提取效率高；焦距为500mm时300mm长的K9玻璃中得到的散射光能量提取效率比170mm长的熔石英玻璃高；在抽运光脉冲重复频率为lHz时，二者都可以得到90％的散射光能量提取效率。探讨了抽运光为多纵模时，固体介质中受激布里渊散射与光学击穿相伴发生的三种不同情况。实验证明，多纵模情况下固体光学介质中同样可以发生受激布里渊散射；多纵模情况下不一定会对固体光学介质产生光学击穿破坏；光学击穿破坏的发生也不一定会阻止受激布里渊散射的发生，二者可以相伴发生。

连续工作的体布拉格光栅外腔半导体激光器的温度特性27-30

摘要：对体布拉格光栅（VBG）作为波长选择元件的外腔半导体激光器的波长锁定进行了实验研究，报道了连续运转输出功率达43．5W的半导体激光器阵列的体布拉格光栅波长锁定实验结果，给出了不同热沉温度下的稳定的波长锁定结果，说明采用体布拉格光栅外腔将减小半导体激光器的温控压力。实验中发现，随着注入电流的增大，输出激光功率逐渐增强，锁定的激射波长向长波长方向偏移。在输出功率为34．5w时，波长红移约0．56nm。这一移动与实验测量的体布拉格光栅的温度特性相吻合。连续和高占空比运行、高输出功率情况下，在器件的设计和使用时应该考虑这一效应。

整形激光脉冲与激光探针同步技术31-34

摘要：实现了应用于神光Ⅱ装置中的高精度整形激光脉冲与激光探针同步方案。在该方案中，激光探针经硅光导开关进行光电转换之后作为激光脉冲整形单元的触发信号，使激光脉冲整形单元，输出与激光探针同步的整形激光脉冲。为了降低由于触发信号不稳定引起的时间晃动，在光电转换之前放大激光探针，以调整激光脉冲整形单元触发信号的幅度。在神光Ⅱ装置中实现了整形激光脉冲与激光探针小于4．5ps（均方根）的时间同步精度。

有机发光器件的一种失效机制35-38

摘要：制备了结构为铟锡氧化物（ITO）／NPB／插入层／Alq／LiF／A1的有机电致发光（EL）器件，测量了器件发光随电压变化的光谱和电压一电流一亮度特性，观察到这种结构器件在电压升高的过程中总是在某电压附近有一个光谱、亮度和效率等性能突变的不可逆过程，这是由于在发光区域附近的纳米薄层材料将导致电荷在该区域的局部聚集，并引起该薄层材料局部破坏。这一失效的机制表明，尽管在器件制备过程中可能需要在器件中使用几纳米厚的有机层，但是应当考虑尽量避免，以使器件内载流子分布合理，避免此类失效过程发生。

用二维正弦相位光栅实现阵列激光相干并束39-43

摘要：相干并束是获得高功率激光束的一种有效方法，特殊设计的二维正弦相位光栅是一种较好的并束元件。介绍了二维正弦相位光栅并束的设计方案，计算表明，在3×3和4×4分束时分束效率分别为81．1％和73．1％，与常用的达曼光栅相比分别提高37％和26．9％。对正弦相位光栅的制作和误差分析表明，并束效率存在极大值，给光栅的制作带来较大的误差宽容度，分束与并束在光栅表面的光场存在一定差别。如果仅用于并束，并束效率还有提高的可能。

基于双光纤布拉格光栅的抽运激光器波长锁定器44-48

摘要：运用耦合模理论推导了双光纤布拉格光栅（FBG）的透射率和反射率的解析表达式，进一步推导出带双光纤布拉格光栅激光器的增益方程。利用相关表达式讨论双光纤布拉格光栅的反射特性与透射特性，并探究对激光器增益曲线的影响。双光纤布拉格光栅由结构和特性相同的单光纤布拉格光栅构成，通过优化两光纤布拉格光栅之间的距离得到最佳的锁模特性。在工作温度为0℃，20。C，70℃时，分别测量了带双光纤布拉格光栅和单光纤布拉格光栅波长锁定器的非致冷抽运激光器的输出光谱。其结果表明带双光纤布拉格光栅的非致冷抽运激光器输出光谱的稳定性得到了显著改善。在0～70℃温度范围内能稳定工作，波长漂移为0．2nm，边模抑制比达45dB，半峰值宽度小于1．57nm。

中国激光杂志激光物理与激光化学

大气呼吸模式激光推进数值分析49-54

摘要：详细分析了激光击穿空气和激光维持等离子体爆轰波（LSD）的传播机制，基于Navier—Stokes方程建立了考虑湍流、等离子体辐射的流场分析模型，采用有限体积法系统分析了推进器喷管内等离子体冲击波流场的演变规律，研究了单脉冲激光能量大小和脉宽对推进性能的影响。数值仿真中明显捕捉到有关实验中观察到的马赫杆的产生与移动过程；得出了推力和冲量耦合系数随脉冲能量、脉宽的变化关系，计算结果与德国空间中心实验吻合得较好，为脉冲激光器的选择和脉冲参数优化提供了参考依据。

基于^1S0能级的Pr^3＋：ZBLAN光纤上转换紫外激光的数值模拟55-60

摘要：在Pr^3＋：ZBLAN光纤中，运用粒子数速率方程理论，研究用586nm和335nm连续激光双光子激发4f组态最高能级^1S0，以^1S0和^3F4为激光上下能级实现250nm上转换紫外激光的动力学行为，得到阈值抽运功率、激光输出功率、斜率效率和最佳光纤长度等激光参数。结果表明，阈值抽运功率随光纤长度增加而增大，斜率效率随光纤长度增加而减小，光纤较短时，无法获得较高输出功率。掺杂浓度越大则阈值抽运功率越小，斜率效率越大。在选取的特定条件下，斜率效率最高可汰16．7％。

中国激光杂志光通信及其元器件

采用单个相位调制器产生毫米波73-76

摘要：实验研究了采用单个相位调制器（PM）产生毫米波的方案。该方案采用电混频器将射频（RF）信号与基带信号混频后再利用相位调制器产生双边带调制（DSB）信号，经光纤传输到基站后用一个光交叉复用器（1L）分离一阶边带和中心载波，一阶边带经过光电（O／E）检测器拍频产生两倍频于射频频率的毫米波，而中心载波可以作为上行链路载波重新利用。理论分析了该毫米波的传输性能，研究发现由于色散导致两个一阶边带时延不同，码元的占空比会随着传输距离的增加而减小，将限制毫米波的最大传输距离；实验中采用频率为20GHz射频信号产生频率为40GHz的毫米波，速率为2．5Gbit／s的非归零（NRZ）码作为下行链路数据。经过20km色散光纤传输后下行链路的功率代价为0．2dBm。

基于超连续谱和超结构光纤光栅的波分复用／光码分复用系统77-81

摘要：实验验证了基于超连续谱（SC）和超结构光纤光栅（SSFBG）的波分复用／光码分复用（WDM／OCDM）混合系统，超结构光纤光栅实现了对超连续谱光源的双波段同时相位编解码。由于波分复用／光码分复用系统中信道间干涉和噪声的影响，解码输出脉冲的信号波形出现劣化，自相关曲线旁瓣明显增大，自相关峰展宽至8．2ps。在非线性放大环镜（NALM）的阈值判决作用下，解码输出脉冲的信号波形质量有了明显的改善，自相关峰宽度压缩至4．8ps，较好地抑制了自相关曲线的旁瓣和噪声。实验中非线性放大环镜的输入信号峰值功率约为8mw。

中国激光杂志测量技术

适度光反馈机制下线宽展宽因数的自动测量97-101

摘要：介绍了光反馈自混合干涉（OFSMI）法测量半导体激光器线宽展宽因数（LEF）的基本原理。针对不同参数条件，分析了该测量方法的理论误差，找出了最佳测量条件和最佳测量条纹位置。并根据光反馈自混合干涉信号特点，设计了一个自动测量算法。该算法可以自动识别提取一个振动周期内的光反馈自混合干涉信号所有特征值，采用最佳测量条纹位置所对应的特征值，就可以精确得到线宽展宽因数。仿真数据验证了，自动测量算法的正确性。实验结果表明，自动测量算法在实际数据处理时测量参数的精确度较好，当自混合信号的峰一峰值为1．75V时，线宽展宽因数的相对标准差只有3．26％。

应用低相干动态光散射检测乳制品品质102-105

摘要：提出了一种检测乳制品品质的新方法。利用低相干光源和迈克耳孙干涉仪，结合传统的激光动态光散射技术组成低相干动态光散射装置，通过检测后向散射光场强度的自相关函数的变化来判断乳制品是否变质。以保存在冰箱和室温下的牛奶为样品，检测了从样品中后向散射的单次散射光场强度的自相关函数，并采用CONTIN算法对实验数据进行分析。结果表明，保存在室温下的牛奶在前5天检测到的散射光场强度的自相关函数与保存在冰箱中的牛奶无明显变化，但后2天发生了剧烈变化，意味牛奶已变质，而粒径分布变得更宽，证实了该方法能对乳制品进行品质鉴定。

中国激光杂志材料

聚合物光折变材料聚乙烯咔唑的陷阱态研究111-114

摘要：利用热激电流（TSC）技术测量了聚合物光折变材料聚乙烯咔唑（PVK）的退极化电流曲线，获得了热激弛豫过程的活化能。发现聚乙烯咔唑材料的热激退极化电流曲线共有两个峰，低温峰位于338K，对应的活化能约0．6eV，高温峰位于417K，对应的活化能范围在0．53～1．00eV，在0．77eV处呈现最大值，陷阱密度极大值为5．7×10^13cm^-2。同时证明了低温峰是源于偶极子退取向弛豫，高温峰则来自于陷阱中空穴的热释放。

中国激光杂志激光应用

基于光谱相似性指数的赤潮藻荧光识别技术115-119

摘要：东海原甲藻（Prorocentrum dentatum）、裸甲藻（Gymnodinium stein）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）是近几年我国东海频繁引发赤潮的藻种。基于这三种赤潮藻的活体叶绿素荧光激发光谱，通过计算光谱相似性指数对其进行识别。结果表明，活体叶绿素荧光激发光谱在平行测量和不同生长期的相对标准偏差（RSD）分别小于3％和5％；光谱混合及混合海藻荧光光谱与标准谱之间的光谱相似性指数与混合比例之间存在线性关系。通过计算混合藻的荧光光谱与标准谱之间的相似性指数能够定性地识别引发赤潮的藻种，并半定量地估计赤潮藻种的相对含量。当噪声小于25％时，噪声基本不会对赤潮藻的识别分析产生影响。