钕玻璃、Nd：YAG和Nd：GGG热容激光特性比较

考虑固体热容激光器对工作介质的要求，对比分析了掺钕的玻璃、YAG和GGG的多种材料性能。并对三者在激光工作周期内的瞬态温度场及热应力进行了数值模拟。结果表明：在给定的边界及工作条件下，当钕玻璃激光器以热容方式工作，时间为5S时，介质最高升温超过400K，最大热致应力为25MPa，接近其断裂极限的50％。在此条件下进行冷却，当水温为283K时，需经过约120S才基本恢复到初始工作状态。而Nd：YAG和Nd：GGG两种介质在相同输入工作条件下，工作时间可达10S，且温度分布相对平坦，温差和热应力较小，经水冷约

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。

高功率激光系统中B积分的研究

通过对非线性薛定谔方程的求解,数值模拟了高功率激光系统中钕玻璃的B积分传输规律,并理论分析了B积分对光脉冲的波形和频谱的影响,详细介绍了几种消除B积分影响的方法。这对高功率激光系统中光放大有一定指导意义。

磷酸盐激光玻璃的化学机械抛光

从磷酸盐激光玻璃的成分和结构出发,分析了其化学机械抛光(CMP)机制。通过实验验证了磷酸盐激光玻璃对抛光液pH值具有较强的选择性,在微酸性和中性条件下磷酸盐激光玻璃具有较高的抛光效率,在抛光液中添加pH值调节添加剂会保持抛光环境的酸碱性从而影响抛光效率和抛光质量。通过对pH值和抛光剂浓度的控制获得了均方根(RMS)优于0.6 nm的磷酸盐激光玻璃的超光滑表面。

二元振幅型面板用于光束空间整形

为了提高高功率激光系统的整体效率和充分利用光能,需要对前端注入的高斯光束进行空间整形,实现驱动器终端激光的均匀化输出。采用振幅型二元面板对激光光束进行空间强度整形,利用误差扩散法进行了理论设计,数值摸拟了整形效果,同时讨论了面板加工误差以及空间滤波器的小孔大小等因素带来的影响。根据理论设计,分别加工了反高斯透射率分布和抛物线透射率分布的二元面板,并进行了整形实验,实现了各自的整形功能,并做了误差分析。实验证明二元面板能对激光光束的空间强度分布实现了精确的整形。

固着磨料加工工艺对磷酸盐钕玻璃亚表面缺陷的影响

散粒磨料研磨与固着磨料研磨是光学研磨加工过程中的两种主要手段,但两者材料去除的机制不同。目前针对高功率固体激光装置中的主要工作物质——磷酸盐激光钕玻璃的亚表面缺陷(SSD)研究相对较少,因此在实验的基础上,通过系统地研究固着磨料对磷酸盐激光钕玻璃的研磨工艺过程,分析了多种因素,如磨料粒径、载荷大小、机床转速,以及结合剂材料与冷却液等对钕玻璃亚表面缺陷形成的影响,并与散粒磨料研磨工艺所产生的亚表面缺陷进行了比较,对关键工艺参数进行定量,为高质量钕玻璃制造工艺的选型以及进一步优化亚表面缺陷提供了重要的参考数据。

磷酸盐钕玻璃表面/亚表面损伤特性实验研究

系统地研究了光学研磨过程中,磨料粒径、载荷大小以及机床转速对钕玻璃表面及亚表面损伤的影响。结果表明,机床转速和载荷基本不改变材料表面粗糙度,而较大载荷或较低机床转速产生较大的亚表面缺陷,表面粗糙度和亚表面缺陷缺陷深度基本与最大磨料粒径呈正比,载荷增倍使亚表面缺陷与表面粗糙度的常数比值增加0.05。研究结果为钕玻璃加工工艺改进提供了参考依据。

目标反射特性对激光测距的影响

针对非合作小目标激光测距系统,目标表面的反射特征对激光回波信号有很大的影响。建立测量表面双向反射分布函数(BRDF)的装置,对常用的两种热控材料——白漆涂层和F36多包层,测量了其在1064 nm波长下的双向反射分布函数。得出了白漆涂层镜面反射很小,散射角较大,利于各方向接收回波信号;而F36多包层镜面反射很强,散射角-2°~2°,不利于探测。通过由表面BRDF与由朗伯散射计算得到的最小接收功率的比较,得出了入射角大于45°入射白漆涂层时,回波信号较小;大于2°入射F36多包层时,没有回波信号。

侧面抽运板条激光介质动态热畸变测量方法

研究了基于干涉测量激光介质热畸变的原理,利用CCD摄像机记录干涉条纹并通过计算机图像处理,来测量板条激光介质动态热畸变的方法。对采集得到的干涉条纹进行图像处理,提出了一种简单快速提取条纹中心的算法。通过分析、计算干涉条纹的移动,得到抽运过程中板条激光介质的动态热畸变情况,为动态补偿激光介质热效应提供了可能。实验采用了N31磷酸盐激光玻璃作样品,得到了加热过程中激光玻璃内部的温度分布,误差约为3%,验证了该测量方法的可行性。

采用国产双包层光纤的声光调Q激光器

实验报道采用我国自行设计的大模场掺镱双包层光纤，利用简单声光调Q装置，成功实现调Q运转；在1－50kHz调制频率下获得了百纳秒的调Q脉冲，其输出光束质量因子大约为2。当重复频率为1kHz时，获得了脉冲宽度为132ns，能量0.93mJ。同时实验中观察到的调Q脉冲常出现一点锁模现象，针对这一现象进行了讨论。

千瓦级双包层光纤激光器冷却方案设计理论和实验研究

尽管双包层光纤激光器的散热性能好于传统的固体激光器的散热性能,光纤激光器中的热沉积仍然是限制提高其输出功率的重要因素.以双端抽运的400W双包层光纤激光器为实例,定量分析了光纤内的热沉积分布.根据所建立的散热模型,为了确保千瓦级双包层光纤激光器安全稳定的运行,抽运端附近的对流换热系数应大于2.8×10-2W·cm-2K-1.据此设计出高功率双包层光纤激光器抽运端冷却装置并成功应用在激光系统中,获得了千瓦级的激光输出.

Depolarization loss compensated resonator for electro-optic Q-switched solid-state laser

A novel laser resonator for compensating depolarization loss that is due to thermally induced birefringence in active rod is reported. As this new structure being applied to an electro-optic Q-switched LIDA side-pumped Nd:YAG laser operating at a repetition rate of 1000 Hz, substantial reduction in depolarization loss has been observed, the output pulse energy is improved about 56% from that of a traditional resonator without compensation structure. With incident pump energy of 450 mJ per pulse, linearly polarized output energy of 30 mJ per pulse is achieved, the pulse duration is less than 15 ns, and the peak power of pulse is about 2 MW. The extinction ratio of laser beam is better than 10:1, and the beam divergence is 1.3 mrad with beam diameter of around 2.5 mm. (c) 2006 Published by Elsevier B.V.

Highly efficient diode side-pumped Nd : YAG ceramic laser with 210W output power

We developed a highly efficient diode side-pumped Nd:YAG ceramic laser with a diffusive reflector as an optical pump cavity. A maximum output power of 211.6W was obtained with an optical -to- optical conversion efficiency of 48.7%. This corresponds to the highest conversion efficiency in the side-pumped ceramic rod. Thermal effects of the Nd:YAG ceramic rod were analyzed in detail through the measurements of laser output powers and beam profiles near the critically unstable region. A M-2 beam quality factor of 18.7 was obtained at the maximum laser output power. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

氟磷酸盐玻璃的应用研究进展

氟磷酸盐玻璃系统南于其特殊的光学性能和优良的机做与热学性能一直是特种光学玻璃材料领域的一个研究热点。总结了氟磷酸盐玻璃的分类及玻璃组分与其结构的关系，综述了氟磷玻璃在光学器件、高能高功率激光玻璃、光纤激光器、光纤放大器及上转换发光基质材料等领域上的应用，并对其未来的发展进行了展望。