用于铯原子基态双光子相干操控的大失谐Raman激光系统的研究
摘要：详细介绍了两套频差为9．2GHz且相位锁定的Raman激光系统的产生方法、判定方法、优缺点及其在铯原子基态相干操控中的应用。通过饱和吸收谱和法布里-珀罗腔的透射信号初步判断两束相位相干光频率差，通过拍频实验进一步证实了两束相干光的频率的相对稳定度。利用自由光谱区约为18．4GHz的控温标准具把激光器锁定在相对于铯原子D：跃迁线负失谐约为10GHz的频率上，实现了相位相干光的大频差锁定。实验上实现了单个铯原子在磁光阱（MOT）和偶极力阱（FORT）中基态超精细态的制备和检测。利用上述系统完成单个铯原子基态的任意相干叠加态的制备，从而实现量子比特。水体深度对激光声信号影响研究
摘要：分析了激光声信号的理论模型。建立了研究不同水深条件下激光声特性的实验平台。研究结果表明：当水体深度在0～100m范围内逐渐增加时，激光声信号的两个相邻主峰时间间距越来越小；激光等离子体声波的峰值声压逐渐减小；空泡首次溃灭声波的峰值声压在0～20m范围内逐渐增加，在20～100m范围内逐渐减小；空泡溃灭声波峰值个数减少。谐振腔应力对全反射棱镜式激光陀螺输出光强分布特性影响
摘要：在全反射棱镜式激光陀螺中，谐振腔应力的来源较复杂，应力过大将影响陀螺精度。基于棱镜材料在应力作用下介电常数变化，利用琼斯矩阵和弹光效应理论，系统研究了应力双折射效应对陀螺实际输出的影响，计算获得棱镜布儒斯特角位置反射光、透射光的能量场分布，解释了反射光斑中出现干涉条纹的原因。通过改变应力场分布函数，具体模拟棱镜与腔体光胶面内存在均匀梯度应力场、集中点应力场、复杂应力场时棱镜反射光强分布情况。进行相关实验验证了模拟结果的正确性，提出设计了一种工程化的棱镜及相关产品应力检测工装。980nm半导体激光器腔面温度特性分析
摘要：研究分析了980nm半导体激光器的腔面温度特性。半导体激光器腔面光学灾变损伤（COD）是限制器件寿命和高功率输出的主要因素，通过分析腔面热源，建立腔面温度分布模型，分析了腔面温度场分布。设计了以金刚石为钝化膜的腔面增透膜和高反膜，模拟和对比了镀有金刚石钝化膜与未镀金刚石钝化膜的980nm半导体激光器腔面温度特性。分析结果表明，镀有金刚石钝化膜比未镀金刚石钝化膜的器件的腔面温度低9．0626℃。因此在980nm半导体激光器腔面镀金刚石钝化膜能够有效降低腔面温度，提高腔面COD阈值。化学氧碘激光器内流场结构对出光性能影响的数值分析
摘要：利用超音速喷管实现化学氧碘激光器（COIL）内流场的加速降温，进而使增益有量级上的提升是激光器研究中的重大进展。但超音速内流场中存在着复杂的三维结构，流场结构与光束质量的关联机制是设计相关气动部件的重要判据。为此，采用了包含流场一化学场、光场和热结构计算模块的全耦合仿真平台，数值解析了在不同流场条件下的出光性能，重点分析了内流场中不同方向上激波对近场输出光斑的影响及相互关系，从而确定了相关气动部件的优化设计方式。改善后的光束近场均匀性（F因子）提高了45％。基于半导体光放大器的自锁模激光器及重复频率分频现象
摘要：在基于半导体光放大器的激光器中，观察到了白锁模现象，得到了脉宽分别为30ns和50ns的重复频率分别为19．34MHz和9．67MHz的光脉冲。激光器采用环形腔结构，半导体光放大器为自锁模的关键器件，当其抽运电流为200mA时，调整偏振控制器开始出现自锁模脉冲。实验调试过程中，还观察到了重复频率的二分频现象，即激光器输出的光脉冲的重复频率是激光器基频的1／2。半导体光放大器的偏振旋转导致了输出激光功率的变化，出现了高功率和低功率脉冲交替出现的现象。即重复频率二分频现象。国产大模场双包层光子晶体光纤实现高效率飞秒激光放大
摘要：近年来，高功率飞秒激光输出成为激光领域的研究热点之一，其可以广泛应用于激光加工和国防激光武器等领域，是目前重点研究的热门领域。在高功率方面。大模场面积飞秒激光能够提供很大的模面积，并且支持高质量单横模激光的传输和输出。但是目前该种光纤的制作主要由丹麦NKT公司掌握，偏硼酸钡晶体色锥形辐射特性的研究
摘要：彩色锥形辐射是超短脉冲激光在非线性介质中传输时产生的一种特殊的非线性现象。实验研究了飞秒脉冲激光诱导偏硼酸钡（BBO）晶体产生的彩色锥形辐射现象，建立了彩色锥形辐射产生的物理模型，模拟了辐射角与波长的变化，分析了彩色锥形辐射的光谱特性。实验获得清晰的彩色锥形辐射图样，观测了抽运光入射角、光强度对彩色锥形辐射的影响。减小抽运光强与增大入射角，均导致锥形辐射外环产生明显的红移。实验现象与理论模拟相吻合，进一步表明彩色锥形辐射源于二次谐波的自发参量转换。高功率线偏振皮秒脉冲掺镱全光纤激光器
摘要：高功率线偏振皮秒脉冲激光光源在工业加工、相干光束合成和非线性光学等领域有广泛的应用。报道了基于半导体可饱和吸收镜锁模的高功率线偏振皮秒脉冲掺镱全光纤激光器。激光器采用两级主振荡功率放大（MOPA）结构。种子源采用环形腔结构，在抽运功率为200mw时，获得了重复频率为40MHz、脉冲宽度为20ps的锁模脉冲输出，平均输出功率为12mw，中心波长为1038．2nm，光谱宽度为1．7nm，光谱明显的陡沿结构表明在全正色散光纤激光器中形成了耗散孤子。经过两级双包层保偏掺镱光纤放大器，获得了平均功率为5W的输出，相应的单脉冲能量和峰值功率分别为125nJ和6．25kW。在最大输出功率时，没有出现受激拉曼散射等非线性现象，此时激光脉冲光谱宽度为3．1nm，脉冲宽度为20ps，偏振消光比为20dB。高功率激光装置调频脉冲时间波形测试技术研究
摘要：高功率激光装置的多路红外激光脉冲波形测量系统由光纤取样耦合、传输、合束、光电转换和数据采集处理单元构成，采用缩束与光学成像系统的光纤耦合方法克服了高功率激光束长距离传输后的指向漂移，针对正弦调频脉冲输出，实验和理论分析了测试光路存在像差、测试空间不同位置时间特性差异和传感器带宽等因素对测试的影响。实验结果表明，采用光纤取样的时间波形测量方式可以准确地反映基频调频脉冲全口径积分波形的轮廓从而实现基频调频脉冲波形监测。非对称超大光腔980nm大功率半导体激光器
摘要：为了制备高输出功率的半导体激光器，设计了非对称超大光腔波导结构，其中大光腔结构用以提高器件的灾变性腔面烧毁（COMD）水平，非对称波导则抑制高阶模的激射，并分析了非对称波导层厚度的理论优化值。优化了有源区的金属有机物化学汽相沉积（MOCVD）外延生长条件，结合管芯电极制备及腔面镀膜等工艺条件，制备了腔长为4mm的2μm超大光腔端面发射980nm半导体激光器管芯。在室温、注入电流为30A且未采取任何主动散热措施的条件下，器件输出功率达到23．6W，未出现COMD。非对称波导保证了垂直方向仅有基模激射，且超大光腔的采用使得垂直远场发散角只有24°。研究结果表明，非对称超大光腔结构是制备高功率半导体激光器的有效途径。紧凑坚固Littman-Metcalf型可调谐外腔半导体激光器
摘要：构建了一种基于Littman-Metcalf结构的外腔半导体激光器。该激光器采用基于星形柔性铰链转动机制的紧凑型设计，并利用有限元分析的方法对其机械结构进行了分析及设计，转动臂实现了高达3．7kHz的基模共振频率。根据无跳模调谐条件对外腔设计进行了优化，提高了激光器的性能。该激光器为单纵模运转，工作波长约为780nm，无跳模调谐范围大于等于80GHz，且在无重新装调情况下可稳定工作一年以上，表明激光器具有良好的可靠性。同时该激光器可锁定在87^Rb（F=2→F’=2，3）吸收峰上，持续时间超过24h，其线宽为200kHz，温度稳定度为35MHz／℃，且稳频激光器的Allen方差在测量时间为3S时可达到3．5×10^-11，24h内光功率波动小于0．75％，具有较高的稳定性。选区激光熔化W—Cu复合体系熔池熔体运动行为的数值模拟
摘要：针对W—Cu复合体系选区激光熔化过程，建立了三维瞬态定点和移动热源下的熔化一凝固数学模型，研究了不同激光功率P和扫描速度V下的熔池表面的温度场和速度场及熔池中颗粒周围熔体的流场和受力情况。结果表明：当激光功率P由600W增至900W时，熔池表面温度梯度与速度场耦合夹角θ由50°减为0°，熔池表面对流传热加快。在定点热源P≥800W或移动热源（线能量密度η=16kJ／m）条件下，熔池中W颗粒的周围会产生二次流，使得W颗粒受到由压强差所引起的压力的作用。当二次流产生的引力矢量与压力矢量夹角为锐角时，W颗粒趋于形成小环状结构，限制了其重排且易于发生团聚；反之，W颗粒趋于形成大环状结构，易于均匀分布。激光金属直接成形Ti6Al4V-CoCrMo梯度材料开裂研究
摘要：激光金属直接成形制备了CoCrMo体积分数分别为10％、20％、30％变化的Ti6A14v．cocrMo梯度材料实体件，CoCrMo体积分数为10％的组分未开裂，而20％、30％的组分开裂严重。从断VI形貌、组织和残余应力三方面对开裂现象进行了深入研究。结果表明：CoCrMo体积分数为20％、30％组分的开裂是冷裂，断口呈现准解理特征，裂纹穿晶扩展。开裂的原因主要是Ti6A14V与CoCrMo形成了有限固溶体，脆性倾向增加；随着CoCrMo含量的增加，梯度材料的组织结构发生了显著变化，析出的CoCrMo呈网状包络Ti6A14V—CoCrMo固溶体，不仅容易出现应力集中，形成裂纹源，而且两者间热物性参数不匹配，增大了内应力。大功率光纤激光焊接过程中工艺参数对熔深和气孔的影响
摘要：采用7kW光纤激光器，研究了未熔透光纤激光焊接过程中工艺参数对熔深、气孔的影响，讨论了小孔深度与熔深的对应关系，并利用激光功率三角波脉冲的方法研究了功率调制对小孔型气孑L的抑制作用。结果表明，激光焊接熔深与小孔深度基本一致。随着焊接速度的增大，焊缝熔深减小，气孔倾向降低。当离焦量为。时，焊缝熔深和气孔倾向最大；当焦点位置偏离工件表面时熔深和气孔倾向减小。在较宽的频率范围内（20～125Hz），三角波调制激光功率有效地减少了光纤激光焊接小孔型气孔的产生，最佳频率为60Hz。利用X射线透射成像系统分析了小孔行为，发现激光功率脉冲调制提高了小孔的稳定性，从而减小了气孔倾向。激光淬火对40CrNiMo高强度钢疲劳性能与断口形貌的影响
摘要：用C0。激光对40CrNiMo高强度钢表面进行淬火强化处理，进行了拉～拉疲劳对比试验，采用Locati法求出激光淬火前后试样的疲劳极限。通过电子扫描显微镜观察了疲劳断口形貌，分析了激光淬火对40CrNiMo疲劳强度的影响机理。结果表明，激光淬火后试样表面形成强化层、马氏体和残余压应力，使40CrNiMo疲劳强度明显增加，由调质处理时的626MPa提高到715MPa，疲劳强度提高了14．2％。调质处理试样疲劳裂纹源萌生在试样表层，而激光淬火后试样疲劳裂纹源萌生于试样次表层，其扩展至断裂的过程较为缓慢。晶粒细化和残余压应力是疲劳强度提高的主要机制。声学法判断金属铝板靶激光支持爆轰波的点燃阈值
摘要：基于声学法对1064和355nm激光脉冲作用金属铝板的激光支持爆轰波（LSDW）点燃阈值进行了研究，理论分析了激光等离子体声波压强与冲击波的膨胀速度关系，歼展了1064nm和355nm激光作用铝板靶的实验研究。实验结果表明等离子体声波存在时间为毫秒量级，其峰值强度呈指数衰减趋势。实验发现激光作用铝板产生的等离子体声波信号幅度随激光功率密度的增加而增加，但是在激光功率密度增加的过程中等离子体声波峰值强度出现两次跃变，由此判断出1064nm和355nm激光产生的LSDW的点燃阈值范围分别为（3．95～13．05）×10^8W/cm^2和（3．14～10．07）×10^8W/cm^2。分析了激光波长因素对LSDW点燃阈值的影响。LF6铝合金激光填丝点焊工艺研究
摘要：针对铝合金激光点焊容易出现的问题，自建了一套精确控制送丝系统，分析铝合金激光填丝点焊的可行性，并且研究了送丝角度、延迟时间、送丝量等送丝参数的影响。研究结果表明，激光填丝点焊可以明显地改善铝合金激光点焊过程中容易出现的缺陷；送丝角度是焊丝熔化后能否稳定进入熔池的关键因素，送丝角为30°左右时，熔化焊丝进入熔池最为稳定；延迟时间过短，熔池尺寸过小时送进焊丝，易造成焊丝在试件上表面的堆积；而送丝量与焊点表面下塌的改善效果相关。
