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高亮度蓝光半导体激光光纤耦合实验研究

强激光与粒子束 2022年第3期34卷 43-46页

作者：谭昊吴华玲蒋全伟张兰平郭林辉傅波高松信中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900

高功率蓝光半导体激光可广泛应用于高反射高导电材料的加工中。阐述了一种高效紧凑的高功率高亮度蓝光半导体激光光纤耦合的实现方法,将27只蓝光单管组成3×9阵列并耦合进100μm/NA0.2的光纤中。研制出的光纤耦合模块可实现450 nm波段蓝... 详细信息

高功率蓝光半导体激光可广泛应用于高反射高导电材料的加工中。阐述了一种高效紧凑的高功率高亮度蓝光半导体激光光纤耦合的实现方法,将27只蓝光单管组成3×9阵列并耦合进100μm/NA0.2的光纤中。研制出的光纤耦合模块可实现450 nm波段蓝光LD输出,功率约75 W,电光效率约28%,还可采用偏振合束进一步提升光纤耦合激光功率。

关键词：半导体激光器光纤耦合高亮度蓝光激光可见光

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主动冷却式一维变形镜技术研究

中国激光 2015年第6期42卷 46-51页

作者：李国会卢飞徐宏来向汝建何忠武吴晶胡平罗亦耕杜应磊中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院物院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900

根据高能固体板条主振荡功率放大(MOPA)激光放大器系统输出矩形光束在增益介质长度方向波前畸变的特点,针对性地研制了在一维方向上进行波前畸变校正的新型波前校正器,即一维变形镜(DM1D)。通过仿真模型对镜面厚度及粘接面形状等技术参... 详细信息

根据高能固体板条主振荡功率放大(MOPA)激光放大器系统输出矩形光束在增益介质长度方向波前畸变的特点,针对性地研制了在一维方向上进行波前畸变校正的新型波前校正器,即一维变形镜(DM1D)。通过仿真模型对镜面厚度及粘接面形状等技术参数进行优化,设计了一个具有11通道的主动冷却型一维变形镜,全口径静态面形峰谷(PV)值为0.17μm,校正动态范围不小于5μm。采用主动冷却技术,使镜面在8 k W/cm2功率密度激光长时间照射情况下温升小于1℃,保持了强光作用下镜面面形的稳定性。在闭环校正试验中,光束质量β因子均值从8.82提高至4.38,有效地校正了光束波前畸变,验证了该一维变形镜在MOPA激光系统中的实用性。

关键词：光学器件主振荡功率放大波前畸变变形镜光束质量

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Nd:YAG薄片激光增益介质封装技术

红外与激光工程 2017年第12期46卷 26-31页

作者：曹礼强雷军于益吕文强王昭中国工程物理研究院应用电子学研究所高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900

为了保证Nd:YAG薄片激光器的高功率、高光束质量,需解决薄片增益介质封装后的均匀散热、低波前畸变等关键问题。分析了封装过程中薄片增益介质的热应力,模拟了连接界面无缺陷条件下薄片增益介质的热分布,对封装工艺技术进行改进。优化... 详细信息

为了保证Nd:YAG薄片激光器的高功率、高光束质量,需解决薄片增益介质封装后的均匀散热、低波前畸变等关键问题。分析了封装过程中薄片增益介质的热应力,模拟了连接界面无缺陷条件下薄片增益介质的热分布,对封装工艺技术进行改进。优化的封装技术将薄片激光增益介质与微通道冷却器连接在一起,采用超声扫描显微镜、激光干涉仪对薄片激光器的焊接界面与增益介质表面面形进行测试。结果表明:该封装技术实现了直径Φ80 mm的大口径YAG薄片与冷却器焊料层均匀、无空洞的界面连接,同时减小了焊接后薄片的波前畸变,Φ60 mm口径内面形畸变PV值小于1μm,均方根RMS值小于0.15μm。该技术封装的单模块Nd:YAG薄片激光器输出功率达到2.3 k W。

关键词：长波红外绝对光谱响应度功率稳定性光束质量低温辐射计

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薄片激光器低畸变冷却技术研究

中国激光 2021年第3期48卷 1-7页

作者：蒋琳刘军袁晓蓉张浩李春领蔡光明中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

薄片激光器的导热距离短,能显著降低热透镜效应,已经成为高功率固体激光研究的热点。然而,随着泵浦口径和泵浦功率的不断增大,热效应愈发严重,其造成的热致畸变成为限制激光器出光功率和光束质量的主要因素之一。针对大尺寸薄片激光器... 详细信息

薄片激光器的导热距离短,能显著降低热透镜效应,已经成为高功率固体激光研究的热点。然而,随着泵浦口径和泵浦功率的不断增大,热效应愈发严重,其造成的热致畸变成为限制激光器出光功率和光束质量的主要因素之一。针对大尺寸薄片激光器工作时热致畸变过大的情况,提出了基于非均匀冷却的微通道复合射流冲击的流道设计思路。基于该思路完成了中心辐射结构冷却器的设计,并借助流-固-热耦合仿真,研究了不同冷却器的流道结构参数对增益介质热致畸变的影响。实验结果表明,采用中心辐射结构的冷却器能将相同条件下的增益介质的光学畸变缩小50%。

关键词：激光器薄片激光器微通道射流冲击波前畸变

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基于双光栅的超窄线宽光谱滤波技术

中国激光 2017年第8期44卷 295-303页

作者：许放颜宏张永红万敏中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院研究生院北京100088

基于双多层介质膜衍射(MLD)光栅的超窄带光谱滤波系统可以获得普通窄带滤光片无法实现的亚纳米级超窄光谱滤波宽度,利用该系统有望极大地提高激光回光探测系统的信噪比和抗干扰能力。设计了一套基于双MLD色散补偿光栅的超窄带光谱滤波系... 详细信息

基于双多层介质膜衍射(MLD)光栅的超窄带光谱滤波系统可以获得普通窄带滤光片无法实现的亚纳米级超窄光谱滤波宽度,利用该系统有望极大地提高激光回光探测系统的信噪比和抗干扰能力。设计了一套基于双MLD色散补偿光栅的超窄带光谱滤波系统,使用CODE V软件对系统像差进行理论仿真,发现系统像差可忽略不计;使用Matlab软件对系统的滤波线宽和有效能量透过率进行理论仿真,为解决实际滤波问题时,根据实际需求选择最优系统结构参数提供了较完整的理论基础。最后,在实验室采用国产多层介质膜光栅,在1064nm中心波长段,成功将光谱半峰全宽(FWHM)为0.3nm的入射激光转换为光谱FWHM为0.03nm的出射激光。

关键词：光谱学光谱滤波窄线宽双光栅无像差

非稳腔Nd:YAG薄片激光器腔内离焦的影响和补偿

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中国激光 2015年第1期42卷 51-60页

作者：尚建力于益安向超吴晶唐淳中国工程物理研究院应用电子学研究所高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900

基于腔内振荡激光波前曲率半径自再现条件，研究了腔内元件离焦对非稳腔腔内振荡激光参数的影响。在4片薄片串接的放大率为1.8的虚共焦非稳腔中，根据实验测量不同抽运功率下薄片的离焦量，当单个薄片具有焦距为-100 m 离焦时，激光-增... 详细信息

基于腔内振荡激光波前曲率半径自再现条件，研究了腔内元件离焦对非稳腔腔内振荡激光参数的影响。在4片薄片串接的放大率为1.8的虚共焦非稳腔中，根据实验测量不同抽运功率下薄片的离焦量，当单个薄片具有焦距为-100 m 离焦时，激光-增益区交叠效率会降低9%，腔放大率升高至2.3，并因腔内激光尺寸与薄片有效孔径失配新增30%的腔内损耗，这些影响均会导致激光光光效率的降低。对比了几种离焦补偿方法，发现腔内插入变焦透射元件可以在大动态范围内实现较好的补偿效果。实验中，在腔内插入特别设计的光焦度可在- 0.016 m-1 到0.060 m-1调节的变焦透镜组，在4840 W 抽运条件下，离焦补偿后输出激光功率可以提升2.33倍，并且通过检测单程探测光束的波面特性，对激光器动态补偿，实现了1~100 Hz重复频率下单脉冲能量10 J激光输出。

关键词：激光器固体激光器薄片激光器非稳腔离焦补偿

半导体激光器叠阵无输出耦合镜光栅外腔光谱合束

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中国激光 2018年第10期45卷 39-45页

作者：孙舒娟谭昊孟慧成郭林辉高松信武德勇许放中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院研究生部北京100088

宽面发射半导体激光器的光谱合束技术对发展高功率直接半导体激光光源具有重要意义。光栅外腔光谱合束基于光栅的波长选择特性和外腔半导体激光技术,实现单个合束单元的光谱锁定和所有合束单元的合束输出,输出光束质量与单个合束单元相... 详细信息

宽面发射半导体激光器的光谱合束技术对发展高功率直接半导体激光光源具有重要意义。光栅外腔光谱合束基于光栅的波长选择特性和外腔半导体激光技术,实现单个合束单元的光谱锁定和所有合束单元的合束输出,输出光束质量与单个合束单元相当,亮度和功率得到很大提高。基于两个半导体激光器短阵列叠阵,进行了无输出耦合镜光栅外腔光谱合束实验研究,实现了12个半导体激光器短阵列的光谱合束。分析了光谱合束的输出光谱、输出功率和光束质量,在70 A的抽运电流下,连续输出功率为578 W,光谱带宽为10.26 nm,电光转换效率46.5%。

关键词：激光器半导体激光器输出耦合镜光栅外腔光谱合束

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宽带高抑制性能电磁脉冲防护电路设计与实验

强激光与粒子束 2023年第2期35卷 59-65页

作者：张景淇秦风高原钟受洪王震中国工程物理研究院研究生院四川绵阳621999 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室四川绵阳621999

强电磁脉冲易通过天线、孔缝、线缆等多种耦合途径进入电子系统内部,造成敏感电子设备出现短暂故障或永久损毁。安装电磁脉冲防护电路可有效提高电子设备抗强电磁脉冲能力。基于LC选频网络和瞬态电压抑制(TVS)二极管,设计了一种宽带高... 详细信息

强电磁脉冲易通过天线、孔缝、线缆等多种耦合途径进入电子系统内部,造成敏感电子设备出现短暂故障或永久损毁。安装电磁脉冲防护电路可有效提高电子设备抗强电磁脉冲能力。基于LC选频网络和瞬态电压抑制(TVS)二极管,设计了一种宽带高抑制性能电磁脉冲防护电路,防护电路工作带宽超过2 GHz、插入损耗低于0.6 dB。系统性研究了防护电路对频谱分布在工作带宽内多种电磁脉冲(方波脉冲、宽带高功率微波、窄带高功率微波)的防护能力。结果表明:防护电路对不同类型电磁脉冲电压抑制比大于40 dB、耐受功率超过387 kW、而响应时间仅0.7 ns。该防护电路具有工作频带宽、电磁抑制性能好、响应速度快、耐受功率高等特点,对电子信息系统电磁防护加固具有重要意义。

关键词：电磁脉冲防护电路 TVS二极管方波脉冲宽带高功率微波窄带高功率微波

基于多层介质膜光栅的谱合成系统光束特性分析

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物理学报 2016年第5期65卷 124-133页

作者：吴真钟哲强杨磊张彬四川大学电子信息学院成都610064

针对多层介质膜光栅在光束谱合成系统中的应用,利用光线追迹方法,建立了基于多层介质膜光栅的谱合成系统光传输模型.多层介质膜光栅引入的相位调制包括浮雕表面上光程差与浮雕结构光程差两部分,且受到光栅槽深、占空比和光束入射角等因... 详细信息

针对多层介质膜光栅在光束谱合成系统中的应用,利用光线追迹方法,建立了基于多层介质膜光栅的谱合成系统光传输模型.多层介质膜光栅引入的相位调制包括浮雕表面上光程差与浮雕结构光程差两部分,且受到光栅槽深、占空比和光束入射角等因素的影响.利用衍射积分方法和光束非相干叠加原理,计算模拟了基于多层介质膜光栅的谱合成系统的合成光束光强分布.在此基础上,利用强度二阶矩方法分析了合成光束的光束质量,并讨论了多层介质膜光栅的槽深、占空比和制作误差等因素对合成光束特性的影响.结果表明:改变多层介质膜光栅的槽深和占空比以及中心光束入射角会影响合成光束能量,但不会影响合成光束的光束质量,合成光束的光束质量始终保持与单个子光束的光束质量相当;多层介质膜光栅的制作误差对合成光束的光束质量和能量均存在明显影响.

关键词：光束谱合成多层介质膜光栅激光阵列光束质量