室温下稳定的多波长掺铒光纤激光器的研究

通过在线形谐振腔中引入一段缠绕在压电陶瓷上的单模光纤作为正弦相位调制器，使得激射波长的损耗不固定，抑制由于掺铒光纤的均匀展宽效应引起的模式竞争，从而避免了在室温下不稳定的单波长激射，实现了多波长掺铒光纤激光器的稳定输出。为了获得平坦的多波长输出，在谐振腔里使用了一个损耗峰位于1530nm处的长周期光纤光栅，以获得较为平坦的增益谱。通过两个3dB耦合器制成的反射型梳状滤波器的滤波作用，实验中观察到稳定的多波长激射，相邻波长间隔约为0．45nm。中心9个波长的输出功率平坦度为10dB，边模抑制比大于25dB。

入射光偏振方向对LiNbO3晶体近光轴电光调制的影响

分析了在垂直LiNbO3晶体光轴方向加电压，光沿近光轴方向传播时，入射光偏振方向对电光调制器的影响。通过计算加电场后双折射光程差的变化和偏光振动方向的转动，画出在正交偏振镜下不同起偏方向的锥光干涉图，得到干涉图随起偏方向变化的规律：由偏光振动方向转动引起的消光区域随起偏方向的转动而转动，在起偏和检偏方向上始终消光，在与起偏方向成±45°角方向始终全透光，并且消光线的交点即感应双光轴头不随起偏方向的转动而变化，始终在折射率变大的感应主轴上。

平行平板角位移干涉测量仪的优化设计

提出一种可提高平行平板角位移干涉测量仪测量精度的优化设计方法。对角位移干涉测量系统进行了误差分析，讨论了影响角位移测量精度的主要因素。分析了在干涉仪光路中入射到平行平板上的初始入射角度、平行平板的折射率以及厚度等参数的选取对角位移测量精度的影响。结果表明，优化选取最佳的初始入射角度以及元件参数，并在干涉光路中附加引入一平面反射镜形成光程差放大系统，可实现的角位移测量精度达10-8 rad数量级。

一种基于平板横向剪切干涉的角位移测量方法

在一种已有的角位移干涉测量技术的基础上,提出一种改进的角位移测量方法。通过选择合适的初始入射角,使从平板前后表面反射的两光束实现剪切干涉。采用一维位置探测器测量光束经透镜会聚后在探测器光敏面上的光点偏移量。根据干涉信号的相位和光点偏移量可以计算出被测物体的角位移。在该测量方案中,引入的一平面反射镜与被测物体的反射面形成光程差放大系统,提高了角位移测量灵敏度。分析了初始入射角对剪切比的影响,并讨论了基于该方案的角位移测量精度。实验结果表明,基于该技术的角位移重复测量精度达到10-8 rad数量级。

偏振光飞秒双脉冲微加工

利用具有纳焦能量、高重复频率的偏振光飞秒双脉冲对金属铬膜样品进行微加工,样品表面都会产生微突起状结构,它们的宽度在0～400 ps的双脉冲时延范围内没有明显的变化,但高度却都在1～10 ps的双脉冲时延范围内呈现明显的下降,在此时延范围之外并没有明显的变化。通过加工样品的扫描电子显微镜(SEM)图片发现,对于偏振光,利用双脉冲方法,可以获得更好的加工质量。并且线偏振光得到的微突起状结构比较细长,在入射光束的偏振方向上有所伸长;圆偏振光得到的微突起状结构比较接近圆形。即在低脉冲能量、高重复频率情况下,具体的微加工特征形貌与入射光束的偏振状态有关。

调Q及连续掺Yb光纤激光器中的自锁模研究

在用半导体激光器抽运的单包层掺Yb调Q光纤激光器中观察到了清晰稳定的自锁模脉冲序列。脉冲包络形状为调Q脉冲。每个锁模脉冲的幅值由其在调Q脉冲中的相应位置决定。经过分析，认为自相位调制是调Q光纤激光器中产生锁模的主要原因。自相位调制的存在使得光脉冲的频谱被展宽，当这种展宽和腔的模式间隔相差不多时，腔内的模式便能相互作用，直到它们之间产生一个固定的相位关系。也即形成锁模。在此基础上。去掉声光晶体，并用两个光栅作为腔镜，实现了全光纤法布里-珀罗(F-P)腔锁模光纤激光器。改变腔结构，分别采用光栅和光纤反射圈作为

列阵透镜对能量测量影响的分析

结合列阵透镜的透过率分析了其后的光场分布。列阵透镜由多个列阵元拼接而成，用以改善主透镜焦点附近能量分布的均匀性。列阵透镜在提高辐照均匀性的同时，给能量测量带来了不利的影响。这是由于经过列阵元的相邻子光束会产生干涉，干涉条纹处的激光能量密度和功率密度相应都大为增加，其数值在干涉区域中心处能上升到原来的4倍。更高的能量密度和功率密度对能量计提出了更苛刻的要求。在没有采取适当措施的时候使用，就会损坏能量计。

基于光纤环形镜的全光脉冲整形器

提出了一种基于光纤环形镜的全光脉冲整形器。该全光脉冲整形器利用波分复用器将控制光脉冲引入光纤环形镜中，控制光脉冲由于交叉相位调制在信号光上产生了非线性附加相移。信号光在耦合器中发生干涉，经过整形的信号光脉冲从脉冲整形器的出射端出射，信号脉冲的波形由非线性附加相移的波形决定。实验中．利用对控制脉冲光谱整形和啁啾展宽的方法来对控制脉冲进行时间脉冲的整形，该全光脉冲整形器实现了对单纵模激光的脉冲整形，同时实现了飞秒脉冲和单纵模整形脉冲的精确同步。在理论上数值计算了该全光脉冲整形器的输出特性，理论计算结果和实验结

基于孔径耦合带状线的激光脉冲整形系统

实现了一种新型的激光脉冲整形系统，该系统使用了一个由孔径耦合带状线（ACSL）电脉冲整形器驱动的电光调制器。一个电脉冲整形器由两条通过其公共接地板上的耦合孔径发生耦合作用的带状传输线所组成的四端口装置。更换具有不同耦合孔径的公共接地板，该电脉冲整形发生器可以具有150ps时间结构的任意整形电脉冲。将任意整形的电脉冲输入到电光调制器上，就可以得到任意整形的激光脉冲。利用该系统，激光脉冲整形系统能够产生具有150ps前后沿，1～3ns脉冲宽度可调、高对比度、光滑过渡以及任意整形的激光脉冲。

高功率激光装置前端系统激光脉冲的时间整形及修正技术

针对激光惯性约束聚变实验研究对高功率激光驱动器前端系统复杂时间形状种子激光脉冲的需求, 应用孔径耦合带状线集成波导整形系统设计了满足需要的前端整形激光脉冲。用一种新方法精确计算了孔径耦合带状线电脉冲整形器的耦合系数和孔径宽度的数值关系, 并针对高衬比度整形激光脉冲的需求, 提出了高衬比度双极型集成波导整形系统方案。由该系统可以得到100 ps脉冲前沿、1～3 ns脉冲宽度可调、高衬比度(大于100∶1)、光滑无纹波调制、可精确满足神光II八路及第九路装置需求的前端整形激光脉冲。

增益随机散射介质中的非相干辐射

用蒙特卡罗方法仿真了增益随机散射体中的非相干辐射，观察了非相干随机激光的特性。当抽运能量超过一定阈值时，散射体的整体辐射谱突然变窄；随着抽运能量继续增大，在光滑谱背景上会出现分离尖峰；散射体内空间某位置处频率组成不是单一的；辐射谱中某单个频率的空间方向分布和位置分布比较广。增益随机散射体中产生的非相干随机激光本质上既不同于无反馈的普通放大自发辐射，又不同于相干反馈形成的常规激光。解释了非相干随机激光辐射谱上出现分离尖峰的原因，出现这种现象是由于少数光子在增益散射体中经历较多次数散射后得到了相对充分的放大。

梯度补偿法控温晶体的高功率绿光激光器

研究了平均功率超过30 W的稳定高效全固态绿光激光器,分析得出影响全固态腔内倍频激光器倍频效率和输出稳定性的主要因素是倍频晶体局部温升造成的相位失配和热透镜效应,采用温度梯度补偿控温法对大尺寸倍频晶体进行温度控制,降低激光器工作中倍频晶体内外温度梯度从而有效地克服因晶体局部温升造成的倍频相位匹配角失配和热透镜效应。采用三条60 W的半导体激光二极管阵列板条侧面抽运Nd:YAG激光增益介质棒,采用声光调Q,平凹直腔和腔内倍频结构配合温度梯度补偿控温法对大尺寸倍频晶体进行温度控制,得到了稳定高效的532 nm

基于棱镜实现三倍频谐波分离

基于棱镜的色散特性,提出一种楔形窗口与聚焦透镜组合的方式,解决了高功率激光装置三倍频谐波分离所存在的问题,即三倍频的高通量传输和靶面辐照。结合“神光Ⅱ”装置多功能高能激光系统有关参数进行系统设计,确定了楔形窗口参数,并对其所引起的B积分和间距误差进行了分析。通过实验测试,三倍频传输通量由0.7～1 J/cm2提高到2.8 J/cm2,同时靶面三倍频和二倍频分离间距达到2.85 mm,实现了高功率激光装置高通量传输的三倍频谐波分离。

波片相位延迟的精确测量及影响因素分析

提出一种精确测量波片相位延迟的方法。将待测波片置于起偏器和检偏器之间,转动待测波片和检偏器至不同的位置并探测输出的光强,得到波片的相位延迟。采用光源调制技术和解调技术,抑制了连续光所无法克服的背景光干扰和电子噪声的干扰;将光路分为测量光路和参考光路,采用软件除法技术,消除了光源波动的影响,从而实现波片相位延迟的精确测量。详细分析了影响测量精度的误差因素,主要有光源波长变化、温度变化、入射角倾斜、转台转角误差和光源波动,计算了1064 nm波长时厚度为0.52 mm的λ/4多级结晶石英波片产生的相位延迟误差

掺镱双包层光纤放大器的放大特性

从掺镱(Yb)光纤放大器的功率传输方程出发,利用有限差分法对小模场面积(SMA)和大模场面积(LMA)掺镱双包层光纤放大器的放大特性进行了分析比较。采用模场直径(MFD)6.5 μm和20 μm的双包层掺镱光纤作为放大器增益介质进行窄线宽连续信号的放大,在915 nm激光抽运下模拟计算了大、小模场面积输出功率随输入信号功率、抽运光功率和光纤长度的变化特性,特别是对于大模场面积光纤放大器,最优光纤长度的选择至关重要;讨论了模场直径不同时的最优抽运功率和光纤长度的选择,得出4 m光纤放大时的临界抽运功率为4