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半导体泵浦铯蒸汽激光器工作特性分析

红外与激光工程 2013年第9期42卷 2386-2391页

作者：高飞陈飞谢冀江张来明李殿军杨贵龙郭劲中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

基于端面泵浦碱金属蒸汽激光器的速率方程模型,研究了半导体激光泵浦铯蒸汽激光器的工作特性。通过改变泵浦参数和蒸汽池参数,分析了各参数对激光器的泵浦吸收特性和激光输出特性的影响。结果表明:铯蒸汽吸收的功率和激光器的输出功率... 详细信息

基于端面泵浦碱金属蒸汽激光器的速率方程模型,研究了半导体激光泵浦铯蒸汽激光器的工作特性。通过改变泵浦参数和蒸汽池参数,分析了各参数对激光器的泵浦吸收特性和激光输出特性的影响。结果表明:铯蒸汽吸收的功率和激光器的输出功率会随泵浦功率、乙烷压强的增大而出现饱和现象,随泵浦光中心波长对铯原子吸收波长的偏离而呈类高斯型的变化趋势,随氦气压强的增大而先增强后减弱。此外,还存在临界泵浦光线宽和温度范围使激光器保持正常运转。结果与已报道的实验现象有较好的符合,可为进一步的实验探索提供借鉴和参考。

关键词：半导体泵浦碱金属激光器速率方程铯气体激光器

10W级高效率单模中红外2.8μm光纤激光器

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中国激光 2015年第5期42卷 46-49页

作者：沈炎龙黄珂周松青栾昆鹏朱峰谌鸿伟于力易爱平冯国斌叶锡生西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

报道了高功率、高效率单模中红外2.8 mm波段光纤激光器。采用中心波长为975 nm的半导体激光器(LD)抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,室温下实现了2.8 mm激光功率超过9 W中红外光纤激光连续输出。激光器最大输出功率为9.2 W,斜率效率... 详细信息

报道了高功率、高效率单模中红外2.8 mm波段光纤激光器。采用中心波长为975 nm的半导体激光器(LD)抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,室温下实现了2.8 mm激光功率超过9 W中红外光纤激光连续输出。激光器最大输出功率为9.2 W,斜率效率为24.8%,工作阈值约为1.0 W,中心波长为2.79 mm,激光工作模式为单模,光束质量M2因子小于1.2。

关键词：激光器光纤激光器中红外掺铒氟化物光纤单模高效率

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基于相关波前探测算法校正热晕的数值模拟

红外与激光工程 2016年第10期45卷 198-202页

作者：闫伟陈志华杜太焦关奇西北核技术研究所陕西西安710024

建立了采用相关波前探测算法(Correlation wave-front sensing algorithm,COR)的自适应光学(Adaptive Optics,AO)系统的数值模型,对准直光束大气传输自适应光学校正进行了数值模拟,分析了不同热晕强度条件下光子噪声和读出噪声对系统校... 详细信息

建立了采用相关波前探测算法(Correlation wave-front sensing algorithm,COR)的自适应光学(Adaptive Optics,AO)系统的数值模型,对准直光束大气传输自适应光学校正进行了数值模拟,分析了不同热晕强度条件下光子噪声和读出噪声对系统校正效果的影响,并与质心(Center of Gravity,COG)算法和阈值质心(Threshold Center of Gravity,TCOG)算法进行了对比。数值模拟结果表明,COR算法对噪声和热晕强度的变化具有更好的鲁棒性,可以提高夏克-哈特曼波前探测器(ShackHartmann Wave-front Sensor,SH-WFS)在低信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)条件下的波前探测精度,同时还可以较好地抑制噪声诱发的相位补偿不稳定性(Phase Compensation Instability,PCI),改善低信噪比条件下大气热晕校正的稳定性。

关键词：自适应光学相关波前探测算法噪声热晕效应位相补偿不稳定性

中红外2.8μm光纤激光器机械调Q工作特性

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光学学报 2016年第1期36卷 173-178页

作者：沈炎龙周松青谌鸿伟黄珂栾昆鹏陶蒙蒙于力易爱平冯国斌西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

采用中心波长为975 nm半导体激光器(LD)抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,并在谐振腔内插入机械斩波器,获得了2.8 μm激光机械调Q输出。研究了激光器在不同抽运功率,不同工作频率条件下的输出特性,分析了脉冲分裂的原因。通过控制... 详细信息

采用中心波长为975 nm半导体激光器(LD)抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,并在谐振腔内插入机械斩波器,获得了2.8 μm激光机械调Q输出。研究了激光器在不同抽运功率,不同工作频率条件下的输出特性,分析了脉冲分裂的原因。通过控制适当抽运功率,激光器工作在3.5 kHz条件下,获得了最大单脉冲能量84.5 m J,脉宽250.3 ns,峰值功率超过300 W的脉冲输出。

关键词：激光器调Q 斩波器中红外光纤激光器掺铒氟化物光纤

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热解对碳纤维/环氧复合材料激光烧蚀的影响

红外与激光工程 2016年第3期45卷 87-90页

作者：贺敏波马志亮韦成华刘卫平吴涛涛西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

为研究复合材料的热解问题,设计了氮气流保护条件下的低功率密度辐照实验,获得了不同辐照时间和不同功率密度下碳纤维环氧树脂复合材料层合板的热解规律。实验结果表明:试样质量损失随辐照时间持续呈单调增大趋势,但热烧蚀率却逐渐减小... 详细信息

为研究复合材料的热解问题,设计了氮气流保护条件下的低功率密度辐照实验,获得了不同辐照时间和不同功率密度下碳纤维环氧树脂复合材料层合板的热解规律。实验结果表明:试样质量损失随辐照时间持续呈单调增大趋势,但热烧蚀率却逐渐减小并有稳定趋势;试样质量损失与功率密度呈线性关系;激光功率密度的增加可提高热烧蚀率,但随功率密度的增加,试样热烧蚀率增幅减小并有饱和趋势。

关键词：激光辐照复合材料氮气流热解

激光诱导三结砷化镓太阳电池短路电流增大现象与机理

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红外与激光工程 2017年第B12期46卷 50-55页

作者：窦鹏程冯国斌张检民林新伟李云鹏师宇斌张震西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

为研究三结太阳电池在强光辐射下的损伤效应规律,采用1 070 nm连续激光作为强辐射光源开展了n-on-1模式三结砷化镓(Ga As)太阳电池激光辐照效应实验。通过分析电池I-V曲线发现,不同于单结太阳电池短路电流随辐照功率增加呈现出的单调降... 详细信息

为研究三结太阳电池在强光辐射下的损伤效应规律,采用1 070 nm连续激光作为强辐射光源开展了n-on-1模式三结砷化镓(Ga As)太阳电池激光辐照效应实验。通过分析电池I-V曲线发现,不同于单结太阳电池短路电流随辐照功率增加呈现出的单调降低,三结Ga As太阳电池短路电流在辐照功率密度达到11.1 W/cm2时会出现显著增加。文中对短路电流增大的机理进行了推导分析,得到了短路电流与限流层并联电阻间关系式,并结合子电池量子效率谱分析认为,短路电流的增加是由于激光导致的限流层并联电阻减小使得其限流失效所致。基于机理分析的等效电路模型模拟结果与实验数据吻合较好,从而说明了机理分析的正确性。

关键词：激光辐照效应三结GaAs太阳电池短路电流增大等效电路模型仿真

1.06μm连续激光辐照过程中45号钢反射率变化机理

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红外与激光工程 2014年第9期43卷 2896-2900页

作者：韦成华王立君刘卫平赵国民刘晶儒赵伊君国防科学技术大学光电科学与工程学院湖南长沙410073 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

为研究合金在连续激光辐照过程中反射率变化机理,建立了积分球反射率测量装置,测量了1.06μm连续激光辐照过程中45号钢反射率变化。实验结果表明,激光辐照过程中反射率先快速下降,然后产生周期波动。随着激光功率增大,反射率开始下降点... 详细信息

为研究合金在连续激光辐照过程中反射率变化机理,建立了积分球反射率测量装置,测量了1.06μm连续激光辐照过程中45号钢反射率变化。实验结果表明,激光辐照过程中反射率先快速下降,然后产生周期波动。随着激光功率增大,反射率开始下降点和最小值点对应温度逐渐升高,极大值个数增多。建立了多层氧化膜影响模型,结合氧化膜生长规律,分析了不同结构、不同厚度变化规律氧化膜层的反射率特征,实验结果验证了理论模型的合理性。结果表明,反射率变化主要原因是氧化膜生长引起的多光束干涉与吸收效应。由FeO-Fe3O4-Fe2O3组成的三层氧化膜中,中间吸收型Fe3O4膜是反射率变化的主要影响因素,最外层Fe2O3膜引起的干涉效应影响反射率的稳定值,最内层FeO膜的贡献可以忽略。

关键词：反射率 45号钢连续激光

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多路脉冲激光参数分时法在线测试技术研究

中国激光 2015年第10期42卷 27-31页

作者：胡云王大辉赵学庆西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

在高功率准分子系统中,为实现窄脉宽激光放大和满足辐照均匀性的要求,采用了光学角多路技术,系统光束数量多、传输环节多,具有很高的光学复杂性。为保证系统高效稳定运行,需要实时监测和评价各个环节的工作状态,即对"平台"中每一放大级... 详细信息

在高功率准分子系统中,为实现窄脉宽激光放大和满足辐照均匀性的要求,采用了光学角多路技术,系统光束数量多、传输环节多,具有很高的光学复杂性。为保证系统高效稳定运行,需要实时监测和评价各个环节的工作状态,即对"平台"中每一放大级和众多光束的激光参数进行在线诊断和测量。为此,针对高功率准分子激光系统的特点,提出了一种分时测量技术,并进行了原理性实验研究。该技术可采用一套测试元件实现多路激光能量和波形参数的在线测量,优点是不仅可以提高测试效率,可降低测试系统的复杂度和造价,而且可避免由不同测量元件带来的系统误差。

关键词：激光器高功率激光准分子角多路技术参数测量

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激光参数对C/SiC复合材料烧蚀热的影响

中国激光 2013年第11期40卷 132-136页

作者：彭国良张相华王玉恒闫辉高银军郑艳丽西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

复合材料的抗激光烧蚀性能一般用烧蚀单位质量所需的激光能量(即烧蚀热)表征,这种表征方式忽略了激光强度与稳定性的影响。以C/SiC复合材料为例,在材料表面热化学平衡分析的基础上,基于复合材料激光烧蚀效应数值模拟程序,计算了不同参... 详细信息

复合材料的抗激光烧蚀性能一般用烧蚀单位质量所需的激光能量(即烧蚀热)表征,这种表征方式忽略了激光强度与稳定性的影响。以C/SiC复合材料为例,在材料表面热化学平衡分析的基础上,基于复合材料激光烧蚀效应数值模拟程序,计算了不同参数下激光辐照复合材料的烧蚀热,分析了强度、频率、占空比等激光参数对烧蚀效率的影响。研究结果表明,烧蚀热与占空比、激光强度有关,与重复频率关系不大。激光强度越大,烧蚀热越小;占空比减小,单位烧蚀质量所需的能量增大,即烧蚀热随占空比的减小而增大;在平均功率密度及占空比相同的前提下,不同重复频率对加热影响很小。对C/SiC复合材料的激光烧蚀,相同平均功率密度下,激光强度不稳定性越大,烧蚀热的期望值越小。

关键词：激光技术烧蚀热 C SiC复合材料激光参数不稳定性