垂直外腔面发射激光器抽运脉冲的优化设计
摘要：采用脉冲抽运方式可显著改善光抽运垂直外腔面发射半导体激光器的热效应，大幅度提升激光器的输出功率。用有限元方法数值求解瞬态传热方程，得到激光器中温度升高的最大值随抽运脉冲的变化规律。讨论了抽运光脉冲宽度范围的选择，分析了抽运脉冲重复频率对激光器中温度升高最大值的影响作用，对抽运脉冲的时间宽度进行了优化设计。结果表明，对于基质去除型的InGaAs量子阱垂直外腔面发射激光器，抽运光脉冲的宽度介于1～10μs时，激光器中最大温升值即明显下降；同时，抽运脉冲的重复频率应限制在50kHz以内，以满足脉冲间隔大于激光器热弛豫时间的要求，否则激光器中会产生热量的积聚，增加最大温升值。利用弛豫振荡频率和输出功率测量单频钛宝石激光器的腔内损耗
摘要：提出了一种利用弛豫振荡频率测量单频激光器腔内损耗的简单方法。通过对单频激光器的弛豫振荡频率，输出功率以及腔内损耗之间关系的分析，理论得到了单频激光器腔内损耗的表达式；通过在实验上测量单频钛宝石激光器的输出功率和相应功率下的弛豫振荡频率，利用理论计算公式以及钛宝石激光器的相关参数即可获得激光器的腔内损耗值。基于多模干涉效应的可调谐大模场光纤激光器
摘要：研究了基于多模干涉效应的线形腔可调谐掺镱双包层光纤激光器。激光器主要由单模光纤一多模光纤一平面反射镜构成的多模干涉光纤反射器、大模场面积掺镱双包层光纤、宽带介质全反镜和3dB输出耦合器构成。通过移动反射镜改变多模干涉光纤反射器的峰值波长实现了光纤激光器的可调谐输出。利用974nm光纤输出半导体激光器作为抽运源，实验获得了从1038．82nm到1071．06nm的不同激光波长输出，可调谐范围近32nm，3dB带宽约为0．2nm，平均输出功率为430mw，激光器斜效率约为31％。采用导光管耦合的钕玻璃多程行波放大
摘要：介绍了一种采用导光管耦合的钕玻璃多程行波放大结构。在分析导光管结构参数与耦合效率关系的基础上，设计了包含8个激光二极管阵列的抽运结构，并模拟了输出情况。该抽运结构将168个bar条发出的抽运光会聚在8mm×8mm的范围内，获得7．3J的能量输出。根据该抽运结构的输出特性，设计了以钕玻璃作为工作物质的旋转多程行波端面抽运放大结构，并在信号光注入能量为300μ时实现了能量为15mJ的放大输出。制导武器激光在细水雾中的衰减特性
摘要：采用蒙特卡罗法研究了人工细水雾对制导用激光的双程衰减过程。通过计算多分散细水雾的米氏累积概率分布函数（CPDF），利用Matlab软件对相函数进行自定义函数拟合，建立了一种新的光子随机散射方向的确定方法。对两种蒙特卡罗光子追踪方法进行了效率对比分析，发现权重法的计算效率要优于事件法。普通细水雾的半径一般为10^1～10^2μm，其对10．6μm激光有着很好的衰减效果，可用于激光制导隐身；而对1．06μm激光，由于单次反照率接近于1，当水雾体积分数较高时，在多重散射作用下甚至会出现增强反射的现象。大口径有源反射镜片状放大器增益特性实验研究
摘要：构建了一套氙灯抽运，大口径有源反射镜片状放大器实验装置。实验研究了布儒斯特角入射的有源反射镜钕玻璃放大器的增益特性。钕玻璃几何尺寸为890mm×450mm×50mm，掺杂浓度为1．2％（质量分数）。最佳延时下，测得不同电压下的小信号增益系数和储能效率。充电电压为22kV，氙灯放电脉宽为0．51ms时，储能效率为1．94％，小信号增益系数为0．0371cm。实验研究了横向放大自发辐射（ASE）和氙灯发光效率对增益特性的影响。熔融石英棱镜在准分子激光光谱控制系统中的应用研究
摘要：针对准分子激光器的相关应用，对准分子激光进行光谱控制是非常必要的。相关光谱控制主要包括激光线宽窄化及激光中心波长的稳定输出，常用的线宽压窄方式是利用扩束棱镜组结合光栅构成线宽压窄模块达到激光线宽窄化的效果。利用熔融石英（FS）等腰直角棱镜与光栅的组合实现了线宽0．957pm的ArF准分子激光输出。理论分析和实验结果表明，作为深紫外波段的良好通光材料，熔融石英棱镜可以实现与常用氟化钙（CaF2）棱镜相近的线宽压窄结果。同时作为等腰直角方式设计，具有更高的切割成型工艺精度、更低的使用维护成本和更广泛的应用价值。国内首次实现瓦级全光纤中红外超连续谱光源
摘要：中红外超连续谱（sC）光源在工业过程控制、环境监测、生物医学等众多领域有着广泛的应用，是目前国内外的研究热点。在中红外SC产生的抽运源上，随着2μm波段脉冲激光的发展，用长波长脉冲源抽运软玻璃光纤产生超连续谱是中红外SC光源发展的一个新尝试。基于多模干涉效应的全正色散被动锁模掺镱光纤激光器
摘要：报道了一种全光纤结构耗散孤子被动锁模光纤激光器。激光器中使用了一种基于多模干涉原理的光纤滤波器，它由两段单模光纤和一段多模光纤组成。通过合理的选取多模光纤的长度，制作了中心波长在1067nm处、3dB带宽为7．5nm的光谱滤波器并将其应用于全正色散被动锁模掺镱光纤激光器中。实验中使用半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为锁模元件，在抽运功率为865mw时，获得重复频率为18．5MHz的稳定锁模啁啾脉冲串，脉冲宽度为21ps，平均输出功率为8mw，单脉冲能量为0．43nJ。输出脉冲光谱半峰全宽为4．32nm，光谱边缘有明显陡沿。三波长合束高亮度半导体激光光源
摘要：半导体激光器以其突出的优点具有广泛的应用前景，但受光束质量限制，使其很难作为直接光源应用在对功率和光束质量均有较高要求的领域。采用斜45。柱透镜阵列光束整形技术、自偏振合束技术和三波长合束技术，将3种波长的8个半导体激光阵列合束，研制出一种连续功率为500W、电光转换效率为39．5％、光参量积为12．44mm·mrad、亮度为42．8MW／（cm^2·sr）的半导体激光光源，可作为直接光源应用于工业和国防等领域。熔石英表面紫外损伤点的飞秒激光修复技术
摘要：熔石英表面激光损伤发展问题一直制约着高功率激光系统的运行通量，采用飞秒激光修复损伤点抑制损伤发展并探索修复机理。首先采用时域有限差分方法（FDTD）分析不同形状修复点的电场分布，优化修复点结构。通过改变飞秒激光脉冲能量、样品台移动参数控制修复点的形状、尺寸与深度，实现最优化修复结构。结果表明矩形修复结构降低了局部区域光强分布，经飞秒激光修复后，修复点的损伤发展阈值远高于修复前损伤点的发展阈值。采用微区电子能谱仪（EDS）分析修复点的化学成分发现飞秒修复能减少氧缺陷含量，从而降低吸收系数。因此，减少吸收性缺陷以及降低局部光强是抑制损伤发展的关键因素。X80管线钢光纤激光-MAG复合焊接打底层组织及性能
摘要：采用光纤激光-熔化极活性气体保护焊（MAG）复合焊接进行X80管线钢6mm厚根部的打底焊接，以实现单面焊双面成形。对工艺规范参数优化后的焊接接头进行宏观成形分析和显微硬度、拉伸、冲击、弯曲等力学性能研究。在此基础上，重点研究了激光-MAG复合焊热循环对打底焊焊缝接头微观组织的影响。结果表明，在优化的工艺参数范围内，可获得成形良好、无缺陷的焊缝；焊缝截面呈高脚杯状，可分为电弧作用区和激光作用区；电弧作用区的硬度高于激光作用区；拉伸试样断裂于母材；电弧作用区焊缝组织主要为针状铁素体和少量的先共析铁素体，激光作用区焊缝组织主要为针状铁素体和贝氏体类型组织（上贝氏体＋粒状贝氏体）；激光作用区和电弧作用区的热影响区组织差异不大，但电弧作用区的过热区明显宽于激光作用区。激光熔覆纯镍熔池底部组织生长的相场法模拟
摘要：对纯镍同轴送粉激光熔覆过程中宏观温度场与熔池底部微观组织生长进行了二维耦合模拟计算。首先利用标志变量法计算因粉末的加入而产生的边界动态改变，进行宏观温度场模拟，再取熔池底部一宏观单元进行网格细化，作为微观模拟区域，并通过插值计算获得微观模拟区域的初始温度条件，同时在计算中用宏观单元温度实时修正微观计算区域温度边界条件。在微观区域底部设置晶核，确定相场初始条件，并采用相场法进行微观区域的相场、温度场耦合计算，获得微观组织形貌。最后进行试验，在镍板基底上熔覆镍粉，模拟所得微观组织形貌与试验所得基本吻合，验证了模拟结果的正确性。激光熔覆修复镍基高温合金稀释率的可控性研究
摘要：为了提高激光熔覆修复性能的稳定性，针对GH4169镍基高温合金，从控制稀释率的角度进行了单因素工艺试验。试验结果表明：在一定的参数范围内，稀释率随激光功率的增大而增大，随送粉速率的增大而减小，扫描速度对稀释率的影响不大。为了简化稀释率的研究过程，将激光功率与送粉速率的比值定义为粉末吸热密度，即修复过程中单位质量粉末吸收的激光能量，进一步确立了粉末吸热密度与稀释率的正相关性。运用回归的思想，通过SPSS软件对试验结果进行数据分析，建立了粉末吸热密度与稀释率的关系模型并验证了其准确性，为镍基高温合金激光熔覆修复性能的稳定性研究提供了理论参考与试验支持。单模光纤中受激布里渊散射的温度特性
摘要：研究了在不同温度下单模光纤受激布里渊散射的阈值和频移，从受激布里渊散射的基本原理出发，分析和讨论了温度对受激布里渊散射阈值和频移特性的影响．设计并搭建了实验系统，测量了不同温度下2km单模光纤受激布里渊散射的光谱和阈值，实验表明，随着温度的升高，布里渊频移逐渐增大，在一定温度范围内，布里渊频移与温度呈线性关系。低温对斯托克斯光有抑制作用，温度越低受激布里渊散射阈值越高。微型高精度光纤布拉格光栅土压力传感器研究
摘要：结合不锈钢膜片的特性，研制出一种微型高精度光纤布拉格光栅（FBG）土压力传感器。该传感器通过不锈钢膜片与力学传递元件将土压力转化为光纤光栅的轴向拉力，大大提高了传感器的灵敏度，有效避免了光栅受力不均引起的啁啾效应，同时减小了传感器的体积。通过理论计算，得到该传感器的压力敏感系数为29．6557nm／MPa，是裸光栅的9885倍。传感器性能测试实验证实该传感器线性度良好，实测压力敏感系数为27．5nm／MPa，略小于理论值，其主要原因是应变传递效率低于1。为进一步提高实验测量精度，采用Haar小波变换来减小因光纤光栅解调设备模数（A／D）采样速率及转换精度有限带来波长抖动所产生的仪器误差，实验数据表明经Haar小波处理后光栅中心波长的抖动幅值降为原数据的50％左右。高功率纳秒光纤激光器抽运锥形光子晶体光纤产生超连续谱
摘要：对半导体激光器进行调制得到了中心波长为1060．14nm、谱宽为0．63nm、重复频率为1．55MHz、脉宽为11ns的纳秒种子激光，进而对其进行三级主振荡功率放大（MOPA），实现了18．2W高功率、高重复频率纳秒光纤激光器。利用此纳秒光纤激光器及自主研制的光纤模场适配器，抽运145m锥形光子晶体光纤，实现了最大输出功率为2．2w的全光纤化白光超连续谱光源，光谱范围为440～1700nm，在整个光谱可探测范围内具有15dB的光谱平坦度。多输入多输出空间光通信中的循环空时编码研究
摘要：多输入多输出（MIMO）技术是消除大气闪烁对空间光通信的影响和降低误码率（sER）的有效手段之一。针对2×2空间光通信系统，将Alamouti空时码与跳时超宽带技术（TH—UWB）结合，提出一种适合脉冲位置调制（PPM）的循环空时编码（RSTC）方法，推导了等增益合并（EGC）最大似然检测（MLD）和相关矩阵检测（CMD）的两种解码算法，最后分析了系统误码性能。在弱湍流和准静态衰落信道条件下仿真，结果表明，无论是在信道信息（CSI）已知还是未知情况下，编码2×2系统的误码率高于未编码的。该编码方法获得了空间和时间分集，相关矩阵检测法取得相似于信道最大比值合并（MRC）的效果，但随信道间相关性增加其误码性能下降明显。
