阳光泵浦Nd:YAG激光器 被引量：3

1

作者 郑勤红 解福瑶 +2 位作者 林为干 欧家呜 王瑞丽 《激光与光电子学进展》 CSCD 1997年第12期15-19,共5页

第一台激光器问世不久，便有人致力于太阳能激光器的研究工作，鉴于Nd：YAG晶体的特点，所以阳光泵浦Nd：YAG激光器获得了长足发展，其研究和应用均取得了可喜的成绩，太阳能转化为激光的效率不断提高，输出功率逐渐增加，性能不断完善... 第一台激光器问世不久，便有人致力于太阳能激光器的研究工作，鉴于Nd：YAG晶体的特点，所以阳光泵浦Nd：YAG激光器获得了长足发展，其研究和应用均取得了可喜的成绩，太阳能转化为激光的效率不断提高，输出功率逐渐增加，性能不断完善，各种应用构想相继出台。本文对三十多年来的上述成就进行了详尽的综述，综述介绍了阳光泵浦Nd：YAG激光器各主要部分的研究成果和发展方向，整机发展过程及其研究现状，简要分析了阻碍阳光泵浦Nd：YAG激光器更加快速发展的某些原因。 展开更多

关键词 泵浦 阳光泵浦 太阳能聚光器 钕:YAG激光器

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用于太阳光泵浦光纤激光聚光系统的改进型复合抛物面聚光器的设计

2

作者 张墨 王子荣 +1 位作者 王书新 张星祥 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期289-299,共11页

为研制适用于太阳光泵浦光纤激光器的聚光系统,在分析了传统复合抛物面聚光器(CPC)用于耦合光纤的可行性及其缺陷的基础上,提出了一种改进型CPC用于光纤耦合。完成了由主级抛物面反射镜和次级改进型CPC组成的太阳光泵浦多级聚光方案,并... 为研制适用于太阳光泵浦光纤激光器的聚光系统,在分析了传统复合抛物面聚光器(CPC)用于耦合光纤的可行性及其缺陷的基础上,提出了一种改进型CPC用于光纤耦合。完成了由主级抛物面反射镜和次级改进型CPC组成的太阳光泵浦多级聚光方案,并与普通CPC和透镜组构成次级聚光器的方案以及无次级聚光器的方案进行了对比。光线追迹仿真模拟结果表明:改进型CPC能够克服普通CPC出射光线发散的缺陷,从而提高与光纤的耦合效率,当主镜接收角度在±0.55°范围内,其耦合效率维持在93.53%-96.43%,该结果优于其他方案。 展开更多

关键词 激光技术 太阳光泵浦激光器 复合抛物面聚光器 光纤耦合

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用于太阳光泵浦激光器的菲涅耳透镜设计方法 被引量：4

3

作者 何建伟 赵长明 +1 位作者 杨苏辉 崔浩 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期552-554,559,共4页

建立并分析了太阳光点聚焦型菲涅耳透镜的理论模型。提出了适用于太阳光泵浦激光器的设计方法。综合考虑会聚总功率和功率密度提高倍数两个因素,合理设计了菲涅耳透镜口径,相对孔径以及环形小棱镜的宽度(环距)三个参数,获得了用于太阳... 建立并分析了太阳光点聚焦型菲涅耳透镜的理论模型。提出了适用于太阳光泵浦激光器的设计方法。综合考虑会聚总功率和功率密度提高倍数两个因素,合理设计了菲涅耳透镜口径,相对孔径以及环形小棱镜的宽度(环距)三个参数,获得了用于太阳光泵浦激光器的菲涅耳透镜。 展开更多

关键词 太阳光泵浦激光器 菲涅耳透镜 功率密度提高倍数

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2μm人眼安全波段太阳光抽运激光器的理论研究 被引量：2

4

作者 林学彤 杨苏辉 +2 位作者 王欣 李卓 张金英 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期150-158,共9页

太阳光直接抽运激光器在空间光通信、遥感等领域有着重要的潜在应用,但是一直以来人们对太阳光抽运激光器的研究局限于以掺Nd3+粒子为增益介质的1μm波段.通过对现有固体激光工作物质的吸收谱进行分析,发现掺Tm3+离子在太阳辐射较强的... 太阳光直接抽运激光器在空间光通信、遥感等领域有着重要的潜在应用,但是一直以来人们对太阳光抽运激光器的研究局限于以掺Nd3+粒子为增益介质的1μm波段.通过对现有固体激光工作物质的吸收谱进行分析,发现掺Tm3+离子在太阳辐射较强的可见光波段具有强的吸收峰,使2μm人眼安全波段实现太阳光直接抽运激光输出成为可能.本文对Tm:YAG和Tm:YAP两种常见晶体的吸收谱与太阳光谱匹配度进行了分析计算,得出两种材料用于太阳光抽运激光器的阈值抽运功率密度分别为1.14和1.434 kW/cm3.选择与抽运阈值功率密度低的Tm:YAG晶体作为增益介质,使用TracePro软件建立太阳光抽运激光器的二级抽运模型,并对模型进行优化,得到了锥形腔窗口与菲涅耳透镜的最佳距离、晶体棒的最佳长度以及锥形腔最佳锥度.本文的工作为实现太阳光直接抽运2μm激光输出做了理论上的准备. 展开更多

关键词 人眼安全 太阳光抽运激光器 阈值抽运功率密度 Tm:YAG/Tm:YAP

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基于阳光泵浦激光技术的空间光通信研究综述

5

作者 关哲 范迎春 +3 位作者 周必磊 邓小飞 张伟 楼宇涛 《遥测遥控》 2022年第4期97-105,共9页

对基于太阳光泵浦激光技术的空间光通信研究进行了综述。介绍了太阳光泵浦激光技术在空间光通信领域的研究进展,总结了不同类型太阳光泵浦激光技术在系统设计中存在的优缺点。对于太阳光泵浦激光技术,较高能量转换效率潜力是其空间应用... 对基于太阳光泵浦激光技术的空间光通信研究进行了综述。介绍了太阳光泵浦激光技术在空间光通信领域的研究进展,总结了不同类型太阳光泵浦激光技术在系统设计中存在的优缺点。对于太阳光泵浦激光技术,较高能量转换效率潜力是其空间应用的重要优势,详述了太阳光泵浦激光技术中主要的能量转换环节及其影响因素等问题。为提高空间“太阳光-激光”转换效率,提出了一种太阳光泵浦光纤激光技术的设计方法,论述了其研究进展、应用前景及目前存在的问题。最后,结合该设计方法的仿真结果及效能预期提出未来重点研究的几个方向,如高效率太阳光会聚至光纤、多稀土离子掺杂增益光纤等。 展开更多

关键词 空间光通信 太阳光泵浦 空间激光技术 光纤激光

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空间太阳能电站聚光模式研究 被引量：11

6

作者 张兴华 侯欣宾 +1 位作者 王立 闫勇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期1-12,共12页

空间太阳能电站(Space Solar Power Station,SSPS),是指能够在轨道上将太阳能通过工程技术手段有效采集、转化并传输到地面,再转化成为电能供地面使用的系统。聚光是空间太阳能收集的途径之一,多种SSPS方案采用了聚光方式。文章介绍了... 空间太阳能电站(Space Solar Power Station,SSPS),是指能够在轨道上将太阳能通过工程技术手段有效采集、转化并传输到地面,再转化成为电能供地面使用的系统。聚光是空间太阳能收集的途径之一,多种SSPS方案采用了聚光方式。文章介绍了聚光式SSPS的研究现状,对现有SSPS方案中的不同聚光技术方案进行了综述分析,将空间太阳能电站聚光技术划分为3个层次,总结成4种模式,详细分析了每种模式的优点与技术难点,并对聚光式空间太阳能电站的发展提出建议。 展开更多

关键词 空间太阳能电站 太阳能 聚光 电力管理 姿态控制 热控 太阳光泵浦激光

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使用菲涅耳透镜的太阳光抽运Nd:YAG激光器 被引量：7

7

作者 罗萍萍 刘诚 +3 位作者 徐鹏 赵长明 杨苏辉 钱燕雷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期7-10,共4页

太阳能是规模最大的可再生能源,为充分利用这一资源,太阳光直接抽运激光器是一种明智的选择。提出并搭建了采用两级会聚系统的太阳光抽运激光器系统。使用菲涅耳透镜作为大口径成像型第一级会聚系统,漫反射锥形聚光腔作为非成像型第二... 太阳能是规模最大的可再生能源,为充分利用这一资源,太阳光直接抽运激光器是一种明智的选择。提出并搭建了采用两级会聚系统的太阳光抽运激光器系统。使用菲涅耳透镜作为大口径成像型第一级会聚系统,漫反射锥形聚光腔作为非成像型第二级会聚系统提高入射太阳光到工作物质的耦合效率。采用Nd:YAG晶体作为工作物质,获得了2.85 W的激光输出,从太阳光到激光的转换效率为0.43%。从菲涅耳透镜会聚效率、聚光腔内激光棒轴线上的功率分布等会聚系统方面和激光输出特性方面分析了该太阳光抽运激光器的性能;探讨了转换效率低的原因,并提出了相应的改进措施。 展开更多

关键词 激光器 太阳光抽运激光器 菲涅耳透镜 漫反射聚光腔 ND:YAG晶体

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太阳光抽运激光器抽运系统优化 被引量：4

8

作者 徐鹏 杨苏辉 +5 位作者 赵长明 张海洋 钱燕雷 郝嘉胤 何滔 王华昕 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期148-152,共5页

太阳光抽运激光器中,抽运系统提供的太阳抽运光与激活晶体之间的耦合决定了激光输出的总体效率。使用Tracepro软件,建立了菲涅耳透镜、锥形抽运腔二级抽运系统模型,并对该系统进行优化。通过分析菲涅耳透镜焦斑能量沿轴线的分布,得到了... 太阳光抽运激光器中,抽运系统提供的太阳抽运光与激活晶体之间的耦合决定了激光输出的总体效率。使用Tracepro软件,建立了菲涅耳透镜、锥形抽运腔二级抽运系统模型,并对该系统进行优化。通过分析菲涅耳透镜焦斑能量沿轴线的分布,得到了锥形腔入射窗口的口径和窗口距菲涅耳透镜的距离。通过改变锥形抽运腔的腔长和锥度,分析晶体棒轴向抽运功率密度分布,得到了锥形腔的最佳结构,并对镜面反射腔和陶瓷腔进行了详细的介绍。 展开更多

关键词 激光器 太阳光抽运激光器 菲涅耳透镜 锥形抽运腔 Tracepro软件

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太阳光泵浦固体激光器的研究与应用 被引量：3

9

作者 王菲 王晓华 +4 位作者 房丹 李广 魏丹 杜丽芳 王子强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期739-741,共3页

在介绍太阳光泵浦固体激光器工作原理的基础上,分别对太阳光泵浦固体激光器的固体工作物质、太阳光收集聚光装置和泵浦方式的研究状况进行了综述,探讨了太阳光泵浦固体激光器的发展趋势及其应用前景。

关键词 太阳光泵浦 固体激光器 工作物质 收集聚光器 泵浦方式

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一种可用于太阳能抽运光纤激光器的聚光器 被引量：2

10

作者 秦祖军 周晓军 李请 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期179-181,184,共4页

为了研究抛物面碟形聚光器实现太阳能直接抽运光纤激光器,根据空间太阳光谱分布特点,采用数值方法,计算了用该聚光器聚集太阳能量抽运双包层光纤激光器时光纤吸收的太阳能量及其吸收效率。计算结果表明,通过采用内包层数值孔径较大、掺... 为了研究抛物面碟形聚光器实现太阳能直接抽运光纤激光器,根据空间太阳光谱分布特点,采用数值方法,计算了用该聚光器聚集太阳能量抽运双包层光纤激光器时光纤吸收的太阳能量及其吸收效率。计算结果表明,通过采用内包层数值孔径较大、掺杂适当稀土元素的双包层光纤及减小太阳光传输过程中的损耗等措施提高光纤激光器对太阳能的吸收效率,可以实现太阳能直接抽运光纤激光器。通过光纤集束熔锥侧面耦合器构成多模光纤阵列或者聚光器阵列的结构,可进一步提高太阳能抽运功率。 展开更多

关键词 激光技术 太阳能直接抽运 光纤激光器 聚光器设计 多模光纤阵列 聚光器阵列

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全固态太阳光泵浦激光器热效应分析

11

作者 许维琛 张海洋 赵长明 《应用光学》 CAS 北大核心 2023年第6期1219-1227,共9页

太阳光泵浦激光器是将太阳光直接转化为激光的装置,具有能量转换环节少、效率高、结构简单可靠、性能稳定以及无污染等优点。对应用于空间环境(4 K)的全固态太阳光泵浦激光器进行了建模,并对泵浦太阳光收集阶段进行了热效应分析。先后... 太阳光泵浦激光器是将太阳光直接转化为激光的装置,具有能量转换环节少、效率高、结构简单可靠、性能稳定以及无污染等优点。对应用于空间环境(4 K)的全固态太阳光泵浦激光器进行了建模,并对泵浦太阳光收集阶段进行了热效应分析。先后考虑两种安装底座和四种太阳光线偏转情况,运用ANSYS Workbench@热分析软件分别进行了稳态热分析。针对第一种情况得到的可行性验证,提出了下一步的改进优化意见,并初步设想进行实际模型搭建和测试。针对第二种不可行情况,提出了几种可能的改进措施,并对未来的工作进行了展望。该研究为太阳光泵浦激光器在空间环境中的实际应用提供了一种全新的、采用全固态传导冷却方式温控系统的可行方案,为未来空间太阳光泵浦激光器能够得到实际应用提供了研究资料。 展开更多

关键词 太阳光泵浦激光器 温控系统 空间应用 稳态热分析

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太阳光直接抽运激光器系统及计算机模拟优化 被引量：1

12

作者 郝嘉胤 赵长明 +3 位作者 徐鹏 何滔 王华昕 孙耀东 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期437-440,共4页

为了实现太阳光向激光的转化,设计并搭建了采用两级汇聚系统的实验系统。用菲涅耳透镜作为第1级汇聚系统,以漫反射锥型腔作为第2级汇聚系统,采用Nd∶YAG作为工作物质。在太阳光的入射功率密度大约为950W/m2时,实验最高可得到13.3W的功... 为了实现太阳光向激光的转化,设计并搭建了采用两级汇聚系统的实验系统。用菲涅耳透镜作为第1级汇聚系统,以漫反射锥型腔作为第2级汇聚系统,采用Nd∶YAG作为工作物质。在太阳光的入射功率密度大约为950W/m2时,实验最高可得到13.3W的功率输出。用LASCAD软件对谐振腔进行模拟,得到了晶体棒工作时的温度分布和折射率分布;通过改变参量,对系统进行优化,得到了输出功率随腔长和输出镜反射率的变化规律,找到了最佳腔长为142mm,最佳输出镜反射率为91%。结果表明,通过调整腔长和输出镜反射率的大小,找到最佳值,可有效地提高太阳光直接抽运激光器的输出功率。 展开更多

关键词 激光器 系统优化 LASCAD软件 太阳光抽运激光器

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基于瓶形泵浦腔的太阳光抽运激光器研究

13

作者 杨露露 杨苏辉 +3 位作者 王欣 李卓 张金英 林学彤 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第24期171-180,共10页

为了实现高效的太阳光泵浦系统,有必要设计一种兼具低热冲击和高聚光量的泵浦腔。利用TracePro软件建立菲涅耳透镜、瓶形泵浦腔二级系统,通过优化确定了最佳入窗口径、入窗位置、出窗口径、瓶腰直径、瓶腰位置、晶体棒长。通过理论计算... 为了实现高效的太阳光泵浦系统,有必要设计一种兼具低热冲击和高聚光量的泵浦腔。利用TracePro软件建立菲涅耳透镜、瓶形泵浦腔二级系统,通过优化确定了最佳入窗口径、入窗位置、出窗口径、瓶腰直径、瓶腰位置、晶体棒长。通过理论计算得出了长度为60 mm晶体棒的泵浦阈值功率为4.568 W/m^(2),最佳系统结构的输出功率为18.21 W,热透镜焦距为31.0 cm。在与锥形腔的比较中计算得出两种腔形下晶体棒的轴向温度分布曲线,通过对比表明,瓶形腔在减少热冲击和提高抽运光均匀性上具有明显的优势。本文的优化设计为后续实验提供了新思路。 展开更多

关键词 激光器 太阳光抽运激光器 瓶形腔 ND:YAG 热效应

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太阳光泵浦固体激光器的设计 被引量：7

14

作者 何建伟 赵长明 +1 位作者 杨苏辉 赵彬 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1115-1117,1123,共4页

提出了一种太阳光端面泵浦固体激光器设计方案.采用成像光学与非成像光学相结合的方法,以菲涅尔透镜结合复合抛物面聚光器对太阳光进行聚焦.实验表明:设计方案可以实现对太阳光的跟踪,保证入射太阳光垂直于系统入射面,使太阳光有效会聚... 提出了一种太阳光端面泵浦固体激光器设计方案.采用成像光学与非成像光学相结合的方法,以菲涅尔透镜结合复合抛物面聚光器对太阳光进行聚焦.实验表明:设计方案可以实现对太阳光的跟踪,保证入射太阳光垂直于系统入射面,使太阳光有效会聚于激光工作物质.分析激光器各能量转换环节,讨论了影响太阳光到激光能量转换效率的影响因素. 展开更多

关键词 太阳光泵浦固体激光器 菲涅尔透镜 非成像光学 复合抛物面聚光器

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复合抛物面聚光器参数对太阳能激光器聚光效率的影响 被引量：6

15

作者 胡翩 刘雁 +4 位作者 曾曙光 常雪荣 周军 冯笙琴 石小涛 《激光杂志》 北大核心 2017年第10期8-11,共4页

在采用二级聚光的太阳能激光器聚光系统中,使用焦距为1200mm菲涅耳透镜实现一级聚光、全反射复合抛物面聚光器(CPC)实现二次聚光,对直径为6mm的工作物质进行端面泵浦。为了分析CPC各参数对聚光效率的影响,通过改变出射口半径、最大接收... 在采用二级聚光的太阳能激光器聚光系统中,使用焦距为1200mm菲涅耳透镜实现一级聚光、全反射复合抛物面聚光器(CPC)实现二次聚光,对直径为6mm的工作物质进行端面泵浦。为了分析CPC各参数对聚光效率的影响,通过改变出射口半径、最大接收角,CPC位置和上下端截取比,采用Tracepro光学软件模拟系统的聚光性能。结果表明:优化后的CPC,总的聚光效率可以达到50.4%。 展开更多

关键词 太阳能泵浦激光器 复合抛物面聚光器 聚光效率

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