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半导体泵浦固体激光器热透镜效应测量方法

红外与激光工程 2013年第S2期42卷 391-394页

作者：卞进田王玺脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子工程学院) 安徽合肥230037

为了测量光泵浦激光晶体的热透镜焦距值,分析了基模高斯光束的特性,给出了在已知基模高斯光束三个以上不同位置处光斑尺寸时求解高斯光束特征参数的方法,并提出了存在测量误差时的数值处理方法。利用计算机模拟构造高斯光束并利用此高... 详细信息

为了测量光泵浦激光晶体的热透镜焦距值,分析了基模高斯光束的特性,给出了在已知基模高斯光束三个以上不同位置处光斑尺寸时求解高斯光束特征参数的方法,并提出了存在测量误差时的数值处理方法。利用计算机模拟构造高斯光束并利用此高斯光束在不同位置处的光斑半径大小值与被测高斯光束光斑半径测量值相减的平方和作为误差函数的值,误差函数值最小的构造高斯光束就是被测高斯光束。实验测量了半导体泵浦的Nd:YAG激光棒的热效应,给出了632.8 nm红光的热透镜值与泵浦电流的关系。

关键词：半导体泵浦激光器 Nd YAG 热透镜效应高斯光束数值模拟

Temperature tuning of BaGa_(4)Se_(7) optical parametric oscillator

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Chinese Optics Letters 2021年第2期19卷 57-62页

作者： Hui Kong jintian bian Jiyong Yao Qing Ye Xiaoquan Sun State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology National University of Defense TechnologyHefei 230037China Advanced Laser Technology Laboratory of Anhui Province Hefei 230037China Technical Institute of Physics and Chemistry Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China

The temperature tuning of BaGa_(4)Se_(7)(BGSe)was demonstrated for the first time,to the best of our *** the temperature of BGSe(56.3°,0°)was raised from 30℃ to 140℃,the idler light under type Ⅰ raised from 3637 nm to 3989 nm,the tunable range reached 352 nm,and Δλ_(2)=ΔT reached 3.20 nm/℃.We calculated the phase matching curve of BGSe when Φ and T took different *** relationship between θ and Δλ_(2)=ΔT was obtained by fixing Φ at 0°.The maximum Δλ_(2)=ΔT and its corresponding(θ,Φ)phase matching type were reported under different fixed λ_(2)(3μm,3.2μm,...,5μm).

关键词： temperature tuning BaGa_(4)Se_(7) optical parametric oscillator

Narrow-linewidth BaGa_(4)Se_(7) optical parametric oscillator

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Chinese Optics Letters 2022年第4期20卷 54-59页

作者： jintian bian Hui Kong Qing Ye Jiyong Yao Lei Guo Xiaoquan Sun State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology National University of Defense TechnologyHefei 230037China Advanced Laser Technology Laboratory of Anhui Province Hefei 230037China Key Laboratory of Functional Crystals and Laser Technology Technical Institute of Physics and ChemistryChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Mechanics and Photoelectric Physics Anhui University of Science and TechnologyHuainan 232001China

The linewidth of the BaGa_(4)Se_(7)(BGSe)optical parametric oscillator(OPO)was narrowed for the first time,to the best of our knowledge,by inserting a Fabry-Perot(FP)etalon into an L-shaped *** a 15 mm long BGSe(56.3°,0°)was pumped by a 1064 nm laser,the peak wavelength was〜3529 nm,and the linewidth was 4.53 nm[3.64 cm^(-1)]under type I phase *** inserting a 350μm thick FP etalon,the linewidth was decreased to 1.27-2.05 *** the tilt angle of the etalon was 2.34°,the linewidth was 2.05 nm[1.65 cm^(-1)],and the peak wavelength was still〜3529 *** the tilt angle of the etalon was 3.90°,the peak wavelength was 3534.9 nm,and the linewidth was 1.27 nm(1.02 cm^(-1)),which was the narrowest linewidth of a BGSe OPO,to the best of our *** beam quality was also improved after inserting the FP etalon.

关键词： optical parametric oscillation narrow linewidth BaGa_(4)Sc_(7)

ZnGeP_2 OPO产生4.3μm波段窄线宽激光实验研究

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国防科技大学学报 2018年第4期40卷 9-14页

作者：卞进田叶庆孙晓泉国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037

为了设计4. 3μm波段大功率窄线宽中红外激光器,开展了2. 7μm激光抽运ZnGeP_2晶体光参量振荡(Optical Parametric Oscillation,OPO)技术产生4. 3μm波段窄线宽激光实验研究,对实验结果开展了详细的分析。抽运源为1064 nm抽运的KTiOPO_4... 详细信息

为了设计4. 3μm波段大功率窄线宽中红外激光器,开展了2. 7μm激光抽运ZnGeP_2晶体光参量振荡(Optical Parametric Oscillation,OPO)技术产生4. 3μm波段窄线宽激光实验研究,对实验结果开展了详细的分析。抽运源为1064 nm抽运的KTiOPO_4OPO激光器输出的2. 7μm波段参量激光,KTiOPO_4OPO采用单谐振结构,将两块相同的KTiOPO_4晶体光轴相向放置以补偿走离效应,KTiOPO_4晶体按Ф=0°、θ=62°切割以获得波长2. 7μm波段激光输出,采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以利用较大的非线性系数。ZnGeP_2OPO采用单谐振结构,采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以获得窄线宽输出,ZnGeP_2晶体按Ф=0°、θ=68°切割以获得波长4. 3μm波段激光输出。在抽运光波长2. 7μm,脉冲能量为7. 5 m J,脉宽8. 6 ns的条件下,获得脉冲能量2. 12 m J,线宽30 nm,脉宽8. 7 ns的4. 26μm激光输出,光-光转换效率约为28. 3%,斜效率约为32. 6%,水平和垂直方向的光束质量M^2分别为6. 2和13. 5。

关键词：激光器 4.3μm激光单谐振光参量振荡器 ZnGeP2晶体

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高重频双波长复合干扰激光器设计

国防科技大学学报 2018年第4期40卷 22-27页

作者：叶庆范一松王磊卞进田国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽光子器件与材料省级实验室安徽合肥230031

为解决基频光高重频与倍频光高平均功率之间的矛盾,设计了一台干扰用高重频双波长复合输出激光器。静态仿真了泵浦源效率、激光晶体受热和受力分布、激光高斯模式特征,得到了该激光器的复合输出特性。动态仿真调Q频率、倍频晶体长度对... 详细信息

为解决基频光高重频与倍频光高平均功率之间的矛盾,设计了一台干扰用高重频双波长复合输出激光器。静态仿真了泵浦源效率、激光晶体受热和受力分布、激光高斯模式特征,得到了该激光器的复合输出特性。动态仿真调Q频率、倍频晶体长度对复合输出的影响以及分析倍频晶体热效应,发现在泵浦功率和谐振腔结构不变的前提下,需先满足基频光高重频工作,再优化倍频晶体长度和控制倍频晶体温度可提高倍频光的输出功率。按上述仿真结论开展的验证实验结果表明:当磷酸氧钛钾晶体长度为12 mm、输出镜透过率为10%、重复频率为50 k Hz时,设计的激光器基频光平均功率为18. 98 W,倍频光平均功率为2. 22 W,与仿真结论一致。

关键词：固体激光器双波长复合输出高重频仿真与实验

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短脉冲激光对硅基探测器的热作用模型选择

强激光与粒子束 2012年第2期24卷 285-288页

作者：郝向南聂劲松李化卞进田解放军电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室合肥230037

从傅里叶模型和非傅里叶模型的基本方程出发,通过有限差分方法对方程进行数值求解。分别分析了10,1.0,0.1,0.01ns这4种脉宽的脉冲激光作用于硅材料时两种传热模型温度曲线的相对变化;讨论了热弛豫时间对非傅里叶模型数值结果的影响。结... 详细信息

从傅里叶模型和非傅里叶模型的基本方程出发,通过有限差分方法对方程进行数值求解。分别分析了10,1.0,0.1,0.01ns这4种脉宽的脉冲激光作用于硅材料时两种传热模型温度曲线的相对变化;讨论了热弛豫时间对非傅里叶模型数值结果的影响。结果表明:脉宽小于或等于100ps的激光作用于硅材料时,表层温度上升缓慢,会发生载流子效应,非傅里叶模型可以合理地反映这种现象;对于一般材料,载流子效应发生的条件是脉宽小于或等于材料热弛豫时间,此时应当用非傅里叶模型描述加热过程。

关键词：短脉冲激光有限差分法非傅里叶模型法载流子效应材料热弛豫时间

连续CO_2激光辐照HgCdTe图像传感器实验研究

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红外与激光工程 2013年第S2期42卷 399-402页

作者：雷鹏李化卞进田聂劲松王玺脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子工程学院) 安徽合肥230037

采用连续CO2激光对HgCdTe图像传感器进行了干扰损伤实验。随着激光功率密度的增加,依次观察到了局部干扰、全屏饱和以及象元损伤等现象。对实验现象进行分析,认为激光的衍射是影响干扰效果的主要因素,而象元损伤则是由于探测器升温导致H... 详细信息

采用连续CO2激光对HgCdTe图像传感器进行了干扰损伤实验。随着激光功率密度的增加,依次观察到了局部干扰、全屏饱和以及象元损伤等现象。对实验现象进行分析,认为激光的衍射是影响干扰效果的主要因素,而象元损伤则是由于探测器升温导致Hg析出。建立了探测器的激光辐照模型,利用有限元法对探测器的温度分布进行数值分析,并与实验结果进行比较,分析了二者存在差别的原因。

关键词： HgCdTe图像传感器干扰损伤热效应

1.06μm激光辐照CCD探测器的热力效应分析

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红外与激光工程 2013年第S2期42卷 380-386页

作者：聂劲松王玺李化卞进田郝向南脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子工程学院) 安徽合肥230037

根据CCD探测器的结构特点和传热学理论,建立了1.06μm激光辐照CCD探测器的理论模型,利用有限元法对1.06μm激光辐照CCD探测器中的温度和应力分布进行了数值分析,讨论了CCD探测器的激光损伤机理,并比较了不同重频激光的损伤效果。计算结... 详细信息

根据CCD探测器的结构特点和传热学理论,建立了1.06μm激光辐照CCD探测器的理论模型,利用有限元法对1.06μm激光辐照CCD探测器中的温度和应力分布进行了数值分析,讨论了CCD探测器的激光损伤机理,并比较了不同重频激光的损伤效果。计算结果表明,遮光铝膜与SiO2层的分离和硅材料的应力、熔融损伤会导致CCD器件损伤;平均功率密度一定的条件下,高重频激光比连续激光更容易造成CCD探测器的损伤,且重频越低,损伤越容易发生。

关键词：激光损伤数值分析 CCD探测器

BaGa_(4)Se_(7)与KTiOAsO_(4)光参量振荡输出3.5μm激光性能对比

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国防科技大学学报 2022年第5期44卷 150-157页

作者：孔辉卞进田叶庆徐海萍孙晓泉国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 国防科技大学先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037

为对比新型非线性晶体BaGa_(4)Se_(7)(简称BGSe)和成熟商用非线性晶体KTiOAsO_(4)(简称KTA)所输出的中红外激光性能,使用1.06μm激光泵浦BGSe(56.3°,0°,type-Ⅰ)和KTA(90°,0°,type-Ⅱ-A)输出3.5μm激光。在泵浦光波长为1064 nm、脉宽为13 ns、光斑直径为4 mm、光参量振荡腔长为90 mm的条件下,实验测得KTA(L=20 mm)和BGSe(L=15 mm)的泵浦振荡阈值分别为52.6 mJ(理论值为46.11 mJ)和20.6 mJ(理论值为18.32 mJ);BGSe输出波长与温度的变化率Δλ_(2)/ΔT为3.20 nm/℃(理论值为2.49 nm/℃),KTA的Δλ_(2)/ΔT为0.073 nm/℃(理论值为0.077 nm/℃);实验测得BGSe的输出线宽为4.71 nm,KTA为2.45 nm。BGSe和KTA的泵浦阈值和温度调谐在理论和实验上吻合得较好,且结果表明:BGSe在这两个方面优于KTA;但KTA在输出窄线宽方面优于BGSe晶体。实验结果表明,BGSe是一种具有广泛应用前景的中远红外非线性晶体。

关键词： KTiOAsO_(4) BaGa_(4)Se_(7) 中红外激光温度调谐线宽