Laser ranging based on electro-optic switch

Based on electro-optic switch effect in crystal, a novel laser ranging method is proposed. CW-laser emitted by laser transmitter propagates forward to the measured target, after being reflected by the target, and then goes back to the transmitter. Close to the transmitter, a special mono-block LiNbO3 crystal is added into the round-trip light beams. High-voltage pulses with the sharp enough changes in rising edges are loaded on the crystal. Based on electro-optic effect, double refraction and internal double reflection effect in crystal, the crystal cuts off the round-trip light beams, and reflects a light pulse cut out by the crystal to a detector aside from the original beam path. The pulse width T is the period that laser propagates forward and back between the crystal and the target. The feasibility of the new idea is proved by our experiments and a brand-new way for the laser ranging is provided. (c) 2005 Elsevier GmbH. All rights reserved.

基于反射式达曼光栅的频率分辨光学开关装置

采用反射式达曼光栅对飞秒激光进行分束,可以避免材料色散的影响。搭建了利用反射式1×2达曼光栅为基础的频率分辨光学开关(FROG)装置,并把测量结果与传统多发频率分辨光学开关装置的测量结果进行了对比。理论和实验结果表明,当输入脉冲宽度大于50 fs时,用达曼光栅作为分光器和使用分光镜分光的效果是一样的;当输入脉冲的宽度小于50 fs时,用达曼光栅作为分光器引入的展宽量明显小于分光镜引入的展宽量,尤其是当输入脉冲的宽度小于20 fs时用达曼光栅作为分光器的效果更为突出。

激光脉冲宽度对有质动力加速电子的影响

基于真空中单电子运动模型，编程计算得到了高斯激光脉冲与初始位于激光传播轴上电子的相互作用结果。不同激光参鼍条件下，得到了电子的能量增益与激光强度、焦斑大小和脉冲宽度关系。结果表明，高斯激光脉冲焦斑较大时，电子没有明显的能量增益，高斯激光脉冲焦斑太小时，电子也没有明显的能量增益。电子的能量增益有一个最佳焦斑大小。在相同激光强度下，电子能量增益的最佳焦斑大小随脉冲宽度的增大而增大，但最佳焦斑大小与脉冲宽度的比值基本上是不变的。

磷酸盐激光玻璃聚（CH3）2Si（OC2H5）2防潮膜

以（CH3）2Si（OC2H5）2为前驱体，采用溶胶-凝胶与有机合成相结合的方法，制得稳定性良好的涂膜液。采用旋转涂膜法在掺钕磷酸盐激光玻璃棒端面涂制防潮膜，膜层固化后透过率达96．5％，获得的膜层表面粗糙度优良，均方根表面粗糙度（RMS）为1．659nm，平均粗糙度（RA）平均为1．321nm；在激光波长1053nm，脉冲宽度1 ns条件下膜层的激光破坏闽值可达10～14 J／cm^2。经过“神光Ⅱ”高功率激光器物理实验运行，膜层使用期为五年，并且已经在我国“神光Ⅲ”原型装置上试用。

拼接光栅压缩器的时域特性

在拼接光栅和拼接光栅压缩器的设计中,子光栅调节偏差不可避免,各维偏差与拼接光栅的时间特性之间的关系很关键。通过脉冲压缩理论分析得到各维偏差和聚焦脉冲时间宽度展宽之间的解析关系,从数值计算结果分析,面平行左右偏差对脉冲的时间宽度影响较大,必须控制在21.08 μrad内；条纹密度差异对脉冲宽度的影响很显著,相对条纹密度的比值应控制在10-5以内；从消除角色散的角度分析,面平行俯仰偏差和条纹平行度偏差可以相互补偿,条纹密度差异和面平行左右偏差也可以相互补偿。

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

SbOx thin films used for write-once blue laser recording

SbOx thin films are deposited by reactive dc-magnetron sputtering from all antimony metal target in Ar+O-2 with the relative O-2 content 7%. It is found that the as-deposited films call represent a two-component system comprising amorphous Sb and amorphous Sb2O3. The crystallization of Sb is responsible for the changes of optical properties of the films. The results of the static, test show that the SbOx thin films have good writing sensitivity for blue laser beams and the recording marks are very clear and circular. High reflectivity contrast of about 41% is obtained at a writing power 6 mW and writing pulse width 300 ns. In addition, the films show a good stability after reading 10000 times.

Write-once blue laser recording using silicon doped SbOx thin films prepared by reactive dc-magnetron sputtering

Si:SbOx films have been deposited by reactive dc-magnetron sputtering from a Sb target with Si chips attached in Ar + O-2 with the relative O-2 content 7%. The as-deposited films contained Sb metal, Sb2O3, SiO, Si2O3 and SiO2. The crystallization of Sb was responsible for the changes of optical properties of the films. The results of the blue laser recording test showed that the films had good writing sensitivity for blue laser beam (406.7 nm), and the recording marks were still clear even if the films were deposited in air 60 days, which demonstrated that doping silicon in SbOx films can improve the stability of SbOx films. High reflectivity contrast of about 36% was obtained at a writing power 6 mW and writing pulse width 300 ns. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

氧化铋薄膜用于蓝光可录存储的研究

利用直流磁控溅射法在不同氧氩分压比条件下制备了BiOx薄膜。通过对薄膜在蓝光作用前后的反射率对比度变化的研究发现，氧氩分压比为50％时制备的薄膜具有最佳的光学对比度。利用X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱(XPS)和光谱仪研究了薄膜热处理前后的结构和光谱性质的变化。研究结果表明薄膜光学性质变化主要由薄膜中氧化铋的相变引起。蓝光静态测试结果显示氧氩分压比为50％条件下制备的BiOx薄膜具有很好好的记录敏感度，在11mW的记录功率和800ns的记录脉宽条件下，得到了52％的反射率对比度。此外，BiOx薄膜表现出了非常好的读出稳定性。

Yb:YAG/YAG复合陶瓷薄片连续和调Q输出特性

采用面泵浦的CAMIL结构，我们研究了970 nm泵浦的Yb:YAG/YAG复合陶瓷薄片激光器，获得了连续和调Q的激光输出。在连续运转情况下，获得了最高1.05 W的激光输出，中心波长为1031 nm，后腔输出镜透射率为2％。我们同时获得了声光调Q的脉冲输出，重复频率从1 kHz到30 kHz，脉宽分别从166 ns到700 ns。

星载激光相干测高计的参量设计

为使星载激光高度计实现高空间分辨力、高距离精度,提出了联合采用调频光纤激光器和相干测距的方法。详细讨论了这种方法的实现方案,并对方案中的激光发射功率、望远镜口径以及脉冲宽度对距离精度及信噪比的影响进行数值模拟。对系统参量进行分析,得到了相关参量的关系和优化的参量。结果表明,当望远镜口径为400 mm时,啁啾调频速率为1 MHz/μs,脉冲时间宽度150~350μs,发射功率10 W左右时,基于相干测距的星载激光高度计可以实现距离精度小于15 cm的技术指标。

不同腔结构下的声光调Q双包层光纤激光器特性研究

报道了半导体激光器端面抽运不同结构的声光调Q的双包层光纤激光器的脉冲输出特性.对前向、后向不同抽运方式的掺镱调Q双包层光纤激光器在输出平均功率,调Q脉冲宽度及脉冲稳定性进行了对比及讨论;其中后向抽运的光纤激光器,在10kHz重复频率调制下,获得了斜效率为60%的平均功率输出,其脉冲宽度为52ns,单脉冲能量为0·3mJ.最后利用不同抽运方式下的速率方程,理论分析调Q脉冲的特性,分析结果与实验相符.

Cr^4＋：YAG被动调QNd：YAG陶瓷激光器的研究

介绍了近几年迅速发展的一种新型激光介质——透明Nd：YAG多晶陶瓷的发展状况，对比分析了多晶陶瓷与单晶的光谱特性、激光特性和连续实验研究情况。并对钛宝石激光器调谐至808nm，端面抽运Nd：YAG陶瓷被动调Q全固态激光器的脉冲运转进行了较为详细的理论分析和实验研究。采用初始透射率为90％的Cr^4＋：YAG可饱和吸收晶体，被动调Q的阈值功率为119mW，当端面抽运功率为465mW时，获得波长为1064nm，脉宽为16ns，重复频率为18．18kHz，单脉冲能量为3．4μJ，平均输出功率为61mW的稳定调Q

输出高重复频率脉冲列的全固态激光器

报道了利用声光振幅调制锁模的方法，在激光二极管端面抽运Nd：YVO4激光器上获得320MHz高重复频率脉冲列的实验结果。实验采用平一平腔结构，腔长452mm，耦合输出镜透过率为3．6％。所用声光介质为熔融石英晶体，以铌酸锂作换能器，在驱动功率4．5W时，对1064nm波长衍射效率为50，相应的调制深度为0．31。在最佳锁模状态下，激光二极管抽运功率为3．5W，此时激光平均输出功率为15mw。示波器记录脉冲宽度680ps，实测光束质量因子M^2小于1．5。并在实验基础上对激光器工作的稳定性进行了分析，结果表

侧面抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的激光特性

实验研究了激光二极管阵列(LDA)侧向抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的准连续及被动调Q激光输出特性。该陶瓷激光器采用LDA侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,陶瓷棒抽运区域长度为20 mm,其总尺寸为3 mm×35 mm,掺杂原子数分数为~1%。在千赫兹准连续运转条件下,当平-平谐振腔的输出耦合镜透过率为47.3%时,获得最大平均功率23 W的1064 nm激光输出,光束发散角为4.5 mrad,斜率效率达12%。在谐振腔内插入Cr4+∶YAG晶体作为被动调Q开关,成功地实现了陶瓷激光器千赫兹重复频率调Q激光脉冲输出,当Cr4+∶YAG晶体初始透过率为60%时,输出激光脉冲宽度(半峰全宽)可窄至14.5 ns,调Q动静比约为40%。