光纤激光相干合成中倾斜波前控制的研究进展
摘要：相干合成是获得高功率、高光束质量激光输出的有效方法之一。在光纤激光相干合成中，各路激光的活塞相差、倾斜波前和光束拼接方式直接影响合成光束的质量。各个单元光束波前的倾斜误差对合成的效果有重要影响，因而倾斜波前控制具有重要的意义。详细介绍了液晶空间光调制器、高速倾斜镜和光纤自适应准直器等常用的倾斜控制器件，对比目前用于倾斜波前控制的不同方案，分析了各方案的优缺点。并对光纤激光相干合成中倾斜波前主动控制的发展进行了总结和展望。基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器
摘要：报道了基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器，通过改变驱动信号，可获得不同特性的脉冲激光输出。当重复频率为10kHz时，脉冲宽度在3～900ns可调。在脉冲宽度为65ns时，获得1．24w的平均功率输出，单脉冲能量0．13mJ，峰值功率2kW。当重复频率为100Hz时，可获得脉冲宽度为86ns、平均功率84mw的输出，单脉冲能量0．84mJ，峰值功率10kW。该激光器结构简单，可以通过调制方便地改变激光参数，可作为进一步放大、压缩脉冲和提高重复频率的种子源。基于全介质薄膜法布里一珀罗滤光片的1550nm可调谐外腔半导体激光器
摘要：提出并实现了一台基于单腔全介质薄膜法布里一珀罗滤光片的1550nm可调谐外腔半导体激光器。介绍了其内部的光学元件及其工作原理，随后对该半导体激光器的纵模输出特性进行了理论分析，搭建了该可调谐外腔半导体激光器。在不同的实验条件下，对该可调谐外腔半导体激光器在调谐过程中的输出波长、线宽及功率进行了实时同步测量。由所测数据总结出最佳实验条件，并得到了此条件下可调谐外腔半导体激光器的各相关参数。该可调谐外腔半导体激光器有一个线性的无跳模波长调谐区域（1547．203～1552．426）nm，一个稳定的输出光功率范围（40～50）μw，以及一个稳定的输出单纵模分布、线宽范围（100t150）MHz。该可调谐外腔半导体激光器可用于环境监测、原子与分子激光频谱研究、精确测量等领域。光抽运垂直外腔面发射激光器的增益特性数值模拟
摘要：为了深入研究光抽运垂直外腔面发射激光器的增益特性，以InGaAs／OaAs应变量子阱系统为例，建立了将带隙、带边不连续性计算和带结构计算系统结合起来的完整体系，考虑在应变影响下能带及波函数的混合效应。利用有限差分法对含6×6Luttinger-Kohn哈密顿量的有效质量方程精确求解，得到了InGaAs／GaAs应变量子阱导带、价带的能带结构和包络函数，然后选用Lorentzian线形函数，数值模拟了量子阱的材料增益谱和自发辐射谱。最后讨论了阱宽、载流子浓度、温度等因素对量子阱材料增益的影响，为光抽运垂直外腔面发射激光器的优化设计提供了理论依据。双包层光纤激光器中包层光的滤除
摘要：双包层光纤激光器的输出性能及稳定性与包层光的滤除程度有关。光纤激光器输出光中的剩余抽运光不仅会影响到输出光的单色性，还会对输出设备造成损害，甚至破坏光学器件。通常在内包层外涂一种高折射的导光胶来滤除包层光，但此方法使包层光在较短的长度内被大量地滤除，导致热沉上功率密度较高，给散热带来较大的压力。实验中采用3种不同折射率的导光胶，分步滤除包层光，减小局部温度过高。采用Zemax和Matlab软件研究了此滤除方式的特点，搭建了验证实验系统。实验结果表明，输出激光中的包层光已被滤除，滤除效果可达到20dB，且热量分布均匀，不会引起局部温度过高。高增益亚纳秒脉宽激光Nd：YAG双通放大器
摘要：对亚纳秒脉宽激光脉冲进行了双通放大的实验研究。双通放大器增益介质掺杂原子数分数为1．0％，φ3mmXl20mm的Nd：YAG棒。为了消除自激振荡和放大自发辐射（ASE）效应，Nd：YAG棒两端面采用1．5。倾角设计。为了获得较高的能量提取效率，通过选择合适的扩束镜倍率，保证主振荡器输出的种子激光光斑面积大约为晶体棒端面面积的80％。主振荡器输出的单脉冲能量为0．16mJ，重复频率为5Hz，脉冲宽度为0．964ns，肝为1．5的种子激光，经过Nd=YAG双通放大后，得到了单脉冲能量88mJ，脉宽0．975ns，肝为1．7，不稳定度小于±3％，550倍的稳定高增益亚纳秒激光双通放大输出。长下降沿时间的KD＊P泡克耳斯盒驱动电源对全固态腔倒空激光器输出特性的影响
摘要：设计了一种脉冲激光二极管抽运的低重复频率全固态腔倒空激光器，为了尽可能减小损耗的影响，在腔内采用双薄膜偏振片结构，使反射率较高的垂直方向线偏振光在腔内振荡。以此装置为基础，就泡克耳斯盒驱动电源较长的下降沿时间对全固态腔倒空激光器输出特性的影响进行了实验研究。结果表明当泡克耳斯盒驱动电源的下降沿时间远大于腔内的一次往返时间时，激光器输出特性会发生明显地变化：增大电流强度会导致脉冲宽度增大，脉冲能量经历先增大后减少的过程；增大泡克耳斯盒驱动电源的开门时间，也会导致脉冲宽度和能量发生类似的变化。径向偏振光束经三角形点阵列板衍射的偏振奇点
摘要：根据夫琅禾费衍射积分公式推导出径向偏振光束通过三角形点阵列板（TMP）衍射后的传输表达式，通过理论计算模拟并进行实验验证，得到衍射场光强分布图，衍射场光强成周期性排列。并用复Stokes场来分析径向偏振光束衍射场偏振奇点的变化规律。结果表明，衍射场的光强分布随着三角形点阵列板N值的改变而改变，偏振奇点的数目随着三角形点阵列板的N值的增大而增多。另外，光束参数（波长和光束束宽）、传输距离和三角形点阵列板的参数（三角板边长）均对偏振奇点的位置产生影响。改变三角形点阵列板的N值，伴随有偏振奇点的产生和湮灭现象。端抽运DPL中抽运光与谐振腔同轴特性
摘要：在端抽运圆棒二极管抽运固体激光器（DPL）中，引入偏离因子来描述抽运光轴线和激光晶体间的同轴程度；并将偏离因子对模式增益和光束质量的影响做了理论分析和模拟，并以光纤耦合半导体激光器端面抽运圆棒Nd：YAG固体激光器进行了相应实验。理论与实验结果表明，偏离因子越小，则低阶模模式增益越大，在模式竞争中占据优势，输出激光的光束质量越好。要获得高增益和光束质量较好的低阶模输出，除了保证恰当的谐振腔结构外，控制抽运光与激光晶体同轴程度也是一个重要的手段。温度梯度对光纤激光器横向模式的影响
摘要：分析了温度梯度对光纤激光器横向模式的影响。通过建立简化的光纤截面热传导模型，得到了光纤截面温度的分布。利用场分析软件分析了在不同抽运功率、吸收系数、折射率温度系数下光纤激光器横向模式的变化，发现当抽运功率提高时，横向模式有向纤芯收缩的趋势，这可能是高功率条件下光纤激光器中高阶模式出现的原因之一。当吸收系数增加或折射率温度系数增加时，横向模式也有向纤芯收缩的趋势。激光等离子体相互作用中的自生磁场和超热电子热输运
摘要：应用相对论电磁粒子模拟程序，研究了线性极化强激光入射到无碰撞密度均匀等离子体时被加速的超热电子及电磁不稳定性机制。讨论了电磁不稳定性激发的自生磁场和超热电子热传导特性。用Spitzer-Harm理论分析了电子热传导中能量的运输情况，观察到由激光的非等方加热引起的电子纵向加热现象。结果表明，不稳定性激发的强电磁场使电子束在1“m的距离内沉积能量，同时对在激光有质动力推开电子时形成的电子热流产生抑制作用。涡旋光束照射下特殊形状微型物体所受的力矩
摘要：以射线光学模型为基础，研究了特殊形状微型物体在涡旋光束照射下的所受力矩。根据动量和角动量守恒定理，推导了微型物体在z、y和z方向上受力旋转的力矩公式。通过数值计算，得到了微型物体在不同表面倾斜角度的情况下的旋转特性。研究结果表明，由于涡旋光束的轨道角动量与光束动量的相互作用，改变涡旋光束的拓扑荷数，既可以使微型物体保持静止，也可以改变微型物体旋转的方向和旋转的速度。部分相干调制方形平顶脉冲电磁光束在自由空间的传输特性
摘要：基于广义惠更斯一菲涅耳衍射积分和相干偏振统一理论，研究了有振幅和相位调制的部分相干方形平顶脉冲电磁光束在自由空间的传输特性，推导出了有振幅和相位调制的部分相干方形平顶脉冲电磁光束在自由空间传输的交叉谱密度矩阵解析式，通过数值计算分析了有振幅和相位调制的部分相干方形平顶脉冲电磁光束在自由空间传输的光谱强度分布。研究结果表明振幅和相位调制半径、调制深度都会对部分相干方形平顶脉冲电磁光束的光谱强度分布产生影响，有振幅和相位调制的部分相干方形平顶脉冲电磁光束在自由空间传输的光谱强度分布与相干长度、脉冲时间相干长度和传输距离有关。基于涡旋光源和相位优化的中继镜系统上行链路光束传输缩比实验研究
摘要：激光中继镜技术是一项备受各方瞩目的新型系统作战概念。光束在上行链路传输过程中，接收望远镜的截断和次镜的阻挡导致了严重的能量损耗，降低了中继镜系统的性能。涡旋光源和相位优化是提升激光中继镜系统上行链路能量效率的有效方法之一。以光源口径为1．2m，上行传输距离为30km，上行接收望远镜外径为1．2m，内径为0．24m的中继镜系统为原型，搭建了相同菲涅耳数的中继镜系统光束上行传输缩比实验装置，通过液晶空间光调制器反射调制Nd；YVO。光源的方法产生涡旋光源，并由随机并行梯度下降算法优化涡旋光源相位分布，开展了中继镜系统上行链路光束传输缩比实验研究。实验结果表明，通过采用涡旋光源和相位优化，中继镜系统上行链路能量效率得到了显著提高，由71．89％提升至91．59％。基于热力循环的激光微推力发动机特性研究
摘要：以微小卫星姿轨控为任务的激光微推力器是近些年激光推进技术应用研究的热点。在激光微推力发动机热力循环分析的基础上，研究影响激光微推进热力循环效率的因素，提出了通过改变激光功率密度和靶材掺杂特性来同时提高比冲和冲量耦合系数的方法，实验验证了激光功率密度和靶材掺杂对发动机性能影响的规律。结果表明，激光与靶材的特性共同决定了热力循环效率的高低，激光功率密度的提高能够增加产生激波波后的压力，一定程度上提高比冲，却会使冲量耦合系数下降；掺杂能够增强靶材对激光能量的吸收，使比冲和冲量耦合系数都提高，而两者都能够一定程度上提高激光微推力发动机的热力循环效率。激光深熔焊接技术的研究与动向
摘要：随着激光器光束质量的改善和输出功率的提高，激光深熔焊接技术在激光加工和焊接领域的份额逐渐增加。对近期国内外激光深熔焊接领域的主要成果进行了概括和总结，讨论了激光深熔焊接的特点和局限性，同时也对激光深熔焊接技术在大功率激光器的开发、激光深熔焊接过程的稳定性、等离子体控制、外加辅助电磁场、激光一电弧复合焊接技术等方面的主要研究特点进行了分析和讨论。结合科技发展趋势和激光焊接技术的特点，对激光深熔焊接技术的研究重点进行了讨论和展望。利用脉冲激光预诱导激发产生增强等离子体及其性质的研究
摘要：利用普通电焊枪对金属样品进行烧蚀时，由于温度限制，产生的激发等离子体无法满足局部热平衡条件，导致测量等离子体性质出现许多受限条件，如连续多帧光谱全噪声采样信号、基底效应影响和电子温度波动较大等。为解决此问题，提出利用一束短脉冲Nd：YAG激光器结合精密数字延时脉冲发生器的方法，让该短脉冲激光束平行于样品表面照射进行预激发，再通过电焊枪垂直于样品表面进行二次电离产生高温等离子体。实验结果表明，这种利用短脉冲激光预激发的方式所产生的等离子体特征光谱信号强度大幅增强和电子温度得到提高，最高可达45倍，同时连续采集时特征光谱全噪声信号帧数明显降低，信噪比也得到很好的提高。另外，还讨论了短脉冲激光预激发时间和光纤探测端面几何位置对测量结果的影响。TiNi合金／纯影不锈钢激光微焊接熔化区的微观组织
摘要：以纯镍丝为填充材料，采用精密脉冲激光实现了厚度为0．2mm的TiNi形状记忆合金／不锈钢异种材料的焊接，研究了熔化区（焊缝和熔合区）的组织形貌和微观结构。结果表明，焊缝中心晶粒呈外延连续生长的特征。连续生长的枝晶可以跨越3～5个脉冲激光形成的鱼鳞纹，长度可以达到约200μm。焊缝与两侧母材的熔合区呈现完全不同的形貌，在不锈钢母材与焊缝的接合界面，枝晶沿着不锈钢母材的熔合线生长，在枝晶间有二次晶轴；在TiNi合金与焊缝的熔合区，有一层宽度约为5μm的过渡层将焊缝与母材隔开。
