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基于混合合束的复合激光系统
1
作者 龙井宇 卜英华 +3 位作者 穆让修 李刚 张佳 寿少峻 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第1期26-32,共7页
采用偏振合束与光谱合束结合的方式,实现了4种近红外激光束的空间合成,包括固体纳秒脉冲激光、高功率连续光纤激光、高重复频率纳秒脉冲光纤激光和亚毫秒(长脉冲)光纤激光。开发了仿真软件对偏振合束器、光谱合束器及各激光器的光谱特... 采用偏振合束与光谱合束结合的方式,实现了4种近红外激光束的空间合成,包括固体纳秒脉冲激光、高功率连续光纤激光、高重复频率纳秒脉冲光纤激光和亚毫秒(长脉冲)光纤激光。开发了仿真软件对偏振合束器、光谱合束器及各激光器的光谱特征和偏振特性等主要相关参数进行设计优化,基于仿真结果研制了由上述4种激光系统和一套偏振/光谱合束链路构成的复合激光系统。系统的合束效率可达93.9%,实现了近红外波段多种脉冲和连续激光束的共轴发射,该系统可用于研究激光与物质相互作用的合作效应。 展开更多
关键词 偏振合束 光谱合束 混合合束
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光束指向稳定性高精度检测方法研究 被引量：4
2
作者 姚林海 陆培国 +3 位作者 杨永安 龙井宇 杨修林 卜英华 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期339-344,共6页
光束指向稳定性是高能激光应用研究中的一项关键指标,光束指向稳定性的检测是高能激光系统性能实现的重要环节。以长焦距聚焦反射镜与高分辨率CCD(charge coupled device)为主要元件,构建高精度的光束指向检测装置。采用灰度重心法定位... 光束指向稳定性是高能激光应用研究中的一项关键指标,光束指向稳定性的检测是高能激光系统性能实现的重要环节。以长焦距聚焦反射镜与高分辨率CCD(charge coupled device)为主要元件,构建高精度的光束指向检测装置。采用灰度重心法定位光斑中心,并以理想光斑与实测光斑为例进行验证,误差小于1个像元。利用CCD高频采样,统计单位时间内光斑中心位移,获得光束指向稳定性指标,检测实例精度可达1.25μrad。该方法简便易行,测量精度高,适用于各种波长的激光光束指向检测以及其他相关参数的测量。 展开更多
关键词 激光光束 指向稳定性 光斑中心定位 灰度重心法
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高平均功率室温运转闪光灯抽运Cr：Tm：Ho：YAG激光器 被引量：3
3
作者 龙井宇 刘沛沛 +3 位作者 杨凯 郑新亮 任兆玉 白晋涛 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1037-1041,共5页
报道了氙灯抽运的2.1μmCr:Tm:Ho:YAG激光器。室温下Cr:Tm:Ho:YAG为准三能级系统,振荡阈值高,掺杂离子间存在复杂的能量转移过程。采用优化掺杂浓度配比的激光晶休,长脉冲抽运,实现了室温下2.1μm波长激光输出。采用了高漫反射陶瓷聚光... 报道了氙灯抽运的2.1μmCr:Tm:Ho:YAG激光器。室温下Cr:Tm:Ho:YAG为准三能级系统,振荡阈值高,掺杂离子间存在复杂的能量转移过程。采用优化掺杂浓度配比的激光晶休,长脉冲抽运,实现了室温下2.1μm波长激光输出。采用了高漫反射陶瓷聚光腔,对有效抽运光谱带的反射率高达95%。冷却水温15℃条件下,重复频率10 Hz,获得最大平均功率23.5 W;重复频率5 Hz,获得最大激光脉冲能量2.58J,最大斜率效率4.3%。 展开更多
关键词 激光技术 Cr:Tm:Ho:YAG激光器 氙灯抽运 准三能级
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高功率、宽调谐掺Tm光纤主振荡功率放大器 被引量：3
4
作者 汪飞 沈德元 +2 位作者 龙井宇 王屹山 郭成正 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期83-87,共5页
输出波长位于2μm附近的可调谐掺Tm激光器在光通信、激光雷达、环境监测等领域都有广泛的应用。介绍了基于主振荡功率放大(MOPA)方式的高功率、宽调谐掺Tm光纤放大器的实验研究。其中,主振荡系统采用闪耀光栅的Littrow衍射提供外腔反馈... 输出波长位于2μm附近的可调谐掺Tm激光器在光通信、激光雷达、环境监测等领域都有广泛的应用。介绍了基于主振荡功率放大(MOPA)方式的高功率、宽调谐掺Tm光纤放大器的实验研究。其中,主振荡系统采用闪耀光栅的Littrow衍射提供外腔反馈和波长选择,实现了调谐范围超过160nm(1921～2084nm)的低功率激光输出。为提高该激光器的输出功率,采用MOPA方式对其进行一级放大,实现了高功率、宽调谐激光输出。调谐范围大于140nm(1936～2081nm),且在大于100nm(1962～2066nm)范围内输出功率均超过54W。在中心波长1981nm处,获得功率为77.4W,斜率效率为34.4%的高功率激光输出。 展开更多
关键词 激光器 高功率 主振荡功率放大器 掺Tm光纤
原文传递
高功率激光器的光谱合束技术研究 被引量：2
5
作者 穆让修 张佳 +4 位作者 龙井宇 李刚 卜英华 韩耀锋 寿少峻 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期792-797,共6页
为了获得高功率激光束,提出利用双色镜对典型波长2种不同类型(脉冲、连续)的高能激光进行合束,以实现高功率高能量激光输出。通过对双色镜的热效应和合束光斑远场激光参数进行仿真分析计算,热效应仿真结果表明,在单束激光10 kW、光斑直... 为了获得高功率激光束,提出利用双色镜对典型波长2种不同类型(脉冲、连续)的高能激光进行合束,以实现高功率高能量激光输出。通过对双色镜的热效应和合束光斑远场激光参数进行仿真分析计算,热效应仿真结果表明,在单束激光10 kW、光斑直径15 mm条件下,双色镜面型热形变量均方根值为0.004λ(λ=632.8 nm),满足光学元件面型小于0.03λ精度要求。搭建了一套基于双色镜的光谱合束系统,并分别进行了高功率连续激光与高功率连续激光、高功率连续激光与高能量脉冲激光的合束试验,合束效率高于95%。试验结果表明,光谱合束可有效应用于高能激光领域。 展开更多
关键词 光谱合束 高能激光 合束效率 双色镜
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医用高功率CTH∶YAG脉冲激光器 被引量：2
6
作者 刘沛沛 龙井宇 +2 位作者 杨凯 任兆玉 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2184-2187,共4页
为了提高Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的输出功率对CTH∶YAG准三能级能量转移特性进行了分析,优化了谐振腔的腔长及腔镜的曲率半径,采用了高漫反射陶瓷聚光腔.结果表明,有效抽运光谱带的反射率高达95%,在冷却水温为19℃,抽运能量为159 J时,获得... 为了提高Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的输出功率对CTH∶YAG准三能级能量转移特性进行了分析,优化了谐振腔的腔长及腔镜的曲率半径,采用了高漫反射陶瓷聚光腔.结果表明,有效抽运光谱带的反射率高达95%,在冷却水温为19℃,抽运能量为159 J时,获得最大单脉冲输出能量5.11 J,斜率效率5.6%. 展开更多
关键词 Cr:Tm:Ho∶YAG晶体 氙灯抽运 准三能级 单脉冲
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Tm:Ho:YAG合作上转换速率理论研究
7
作者 龙井宇 张豪磊 +1 位作者 任兆玉 白晋涛 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期405-409,共5页
目的为求得Tm:Ho:YAG合作上转换速率与掺杂离子浓度关系的解析表达式,进而求解激光器速率方程,优化激光器设计。方法以转移受限上转换模型为基础,通过引入矩阵变换和速率方程分析,建立了Tm:Ho:YAG双掺激光系统合作上转换系数与掺杂离子... 目的为求得Tm:Ho:YAG合作上转换速率与掺杂离子浓度关系的解析表达式,进而求解激光器速率方程,优化激光器设计。方法以转移受限上转换模型为基础,通过引入矩阵变换和速率方程分析,建立了Tm:Ho:YAG双掺激光系统合作上转换系数与掺杂离子浓度关系的数学表达式。与实验测量值进行了最小二乘拟合。结果得到了一种描述Tm-Ho合作上转换系数与掺杂浓度关系的解析表达式。结论转移受限模型更适用于较高掺杂浓度时的上转换系数计算。 展开更多
关键词 合作上转换 掺杂浓度 转移受限模型
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2μm掺Tm^(3+)石英光纤激光器的泵浦效率分析和研究进展 被引量：4
8
作者 龙井宇 白晋涛 +1 位作者 任兆玉 杨凯 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1-3,共3页
以泵浦效率的分析为视角和线索,综述了2μm掺Tm3+石英光纤激光器研究历史和最新进展。通过对交叉驰豫、能量传递上转换、激发态吸收及基态吸收等过程的考察,详细分析了掺Tm3+石英光纤激光器三个不同吸收带的泵浦跃迁机制。从斯托克斯效... 以泵浦效率的分析为视角和线索,综述了2μm掺Tm3+石英光纤激光器研究历史和最新进展。通过对交叉驰豫、能量传递上转换、激发态吸收及基态吸收等过程的考察,详细分析了掺Tm3+石英光纤激光器三个不同吸收带的泵浦跃迁机制。从斯托克斯效率、斜率效率及泵浦结构的角度比较了三个泵浦波带的效率和优劣。指出3H6→3H4跃迁泵浦与LD良好的光谱匹配使其成为掺Tm3+石英光纤激光器最理想的泵浦方案。 展开更多
关键词 激光器 掺Tm3+石英光纤 泵浦机制:交叉驰豫 斜率效率
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基于分布泵浦结构的高功率掺Tm光纤激光器(英文)
9
作者 龙井宇 沈德元 +2 位作者 王屹山 赵卫 郭成正 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1147-1151,共5页
为了实现掺Tm光纤激光器的高功率连续运转,需要解决半导体激光器输出的低光束质量泵浦光到增益光纤包层的高效耦合问题,以及增益光纤的热管理问题.利用柱面透镜组成的望远镜光学系统对半导体激光器输出泵浦光束进行扩束,使其水平方向的... 为了实现掺Tm光纤激光器的高功率连续运转,需要解决半导体激光器输出的低光束质量泵浦光到增益光纤包层的高效耦合问题,以及增益光纤的热管理问题.利用柱面透镜组成的望远镜光学系统对半导体激光器输出泵浦光束进行扩束,使其水平方向的光束发散角获得降低,利用45°反射切割镜对扩束后的光束进行切割,经整形处理后水平方向的光束参量积为84mm·mrad,实现了约70%的光纤端面耦合传输效率.设计了两段增益光纤串联的结构,增加了泵浦光接收端面数,获得了528W的可用泵浦功率.光纤的热管理方面,在泵浦光的输入端部(约250mm),采用了水冷金属热沉散热.基于该实验装置,利用总长度6.4m的掺Tm增益光纤,获得了最高280W的连续输出功率,激光中心波长2 015nm,对应于耦合泵浦功率的斜率效率达55.6%.实验结果表明:通过对半导体泵浦光束的整形处理,可以提高光束对增益光纤的耦合传输效率;双光纤串联的结构在增加可用泵浦功率的同时,降低了光纤端部的热负载,并使整个光纤长度上的热分布更加均匀. 展开更多
关键词 光束整形 掺Tm光纤激光器 分布泵浦
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