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中国激光
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周炳琨

月刊

0258-7025

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021-69918427

201800

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中国激光/Journal Chinese Journal of LasersCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是我国唯一全面反映激光领域最新成就的专业学报类期刊。主要发表我国在激光、光学、材料应用及激光医学方面卓有成就的科学家的研究论文。涉及领域包括激光器件、新型激光器、非成性光学、激光在材料中的应用、激光及光纤技术在医学中的使用，锁模超短脉冲技术、精密光谱学、强光物理、量子光学、全息技术及光信息处理。
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收录年代

    高功率光纤激光器反常模式不稳定效应实验研究

    曾令筏文榆钧王小林王鹏...
    1-8页
    查看更多>>摘要：模式不稳定是限制当前高功率光纤激光器功率提升的主要因素。在近单模光纤激光器中，一般采用减小光纤弯曲直径的方法增加高阶模损耗、提升模式不稳定阈值;然而，少模光纤激光器中存在多个高阶模式，会导致动态模式不稳定(TMI)阈值随着弯曲直径减小而降低的反常模式不稳定现象。基于纤芯/包层直径为30/600μm的双包层掺镱光纤以及具有不同直径的光纤水冷柱，设计了一台后向泵浦的高功率光纤放大器，研究了该激光器中的反常模式不稳定现象。结果表明:当采用中心波长为976 nm的稳波长激光二极管(LD)作为泵浦源时，随着增益光纤弯曲直径由13 cm增加至16 cm，激光器的TMI阈值由1650 W提升至3740 W，提升幅度约为1。27倍，输出激光的相对亮度提升了87％。光纤弯曲直径的增加虽然会带来输出激光光束质量的轻微退化，但输出激光的相对亮度能够大幅提升。最终，结合光纤弯曲以及泵浦波长优化，实现了7。1 kW高亮度光纤激光输出，相对亮度为1293。

    光纤光学光纤放大器反常模式不稳定光纤弯曲泵浦波长优化

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    基于可饱和吸收体的700 mW单频2.05 μm线性腔铥钬共掺光纤激光器

    蒋沛恒史朝督陈林付士杰...
    9-13页
    查看更多>>摘要：报道了基于掺铥光纤可饱和吸收体的单频2。05μm线性腔铥钬共掺全光纤振荡器。腔内采用4。6 m长的铥钬共掺光纤作为增益介质，并利用未被泵浦的掺铥光纤作为可饱和吸收体实现选频，通过调整可饱和吸收体的长度可优化选频能力。在3。5 W的1570 nm激光泵浦下，获得了最高714 mW的2048。6 nm单频激光输出，相应的斜率效率为25。1％，激光光谱线宽为17 kHz。

    激光器单频光纤激光器铥钬共掺光纤可饱和吸收体2μm激光

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    1.7 μm LD共振泵浦Tm∶YAG单晶光纤激光器

    董继飞王剑磊郑昌盛刘坚...
    14-19页
    查看更多>>摘要：单晶光纤(SCF)具有长径比高、比表面积大、散热好等优势，近年来成为高功率激光振荡器及放大器的选择材料之一。采用光线追迹法，模拟分析了泵浦光在Tm∶YAG SCF中的传播模式及强度分布情况。采用1。7 μm激光二极管(LD)作为泵浦源进行共振泵浦，将模式匹配和泵浦光导波传输结构相结合，实现了Tm∶YAG SCF连续激光运转，在～2。02 μm处获得了7。85 W的功率输出，对应入射泵浦功率的斜效率为46。3％。

    激光器固体激光器共振泵浦Tm∶YAG单晶光纤泵浦导波

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    氧化限制型795 nm垂直腔面发射激光器

    聂语葳李伟吕家纲潘智鹏...
    20-29页
    查看更多>>摘要：单模795 nm垂直腔面发射激光器作为铷原子钟的激光光源，一般采用氧化限制结构获得单模输出。对垂直腔面发射激光器外延结构以及氧化限制孔径进行了优化设计。基于有限元分析方法，利用光纤波导理论和热电耦合模型，对氧化孔径的光学和电学限制进行了模拟，计算分析了实现单模和良好热电特性所需的氧化孔径大小。实验制备了具有不同氧化孔径的器件，并进行了功率-电流以及光谱特性测试。当氧化孔径为1。9 μm时，在3～7 mA注入电流下器件始终保持单模输出，边模抑制比大于35 dB;器件保持单模输出的最大氧化孔径为3。8μm，室温下阈值电流为1 mA，最大饱和输出功率为2 mW，斜率效率为0。3 W/A，3 mA注入电流下的出射波长为790 nm，边模抑制比大于30 dB。制备的室温下单模特性良好的790 nm垂直腔面发射激光器，为实现高温下795 nm偏振稳定单模输出提供了可能。

    激光器垂直腔面发射激光器铷原子钟单模氧化限制层

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    拍瓦级光参量啁啾脉冲放大系统中光参量相位演化研究

    李纲周凯南朱斌谢娜...
    30-38页
    查看更多>>摘要：在基于光参量啁啾脉冲放大的拍瓦级超短超强飞秒激光装置中，光参量相位是阻碍脉冲时域压缩的关键因素。对中国工程物理研究院的数拍瓦全光参量啁啾脉冲放大装置(SILEX-Ⅱ)的光参量相位演化进行了详细研究。研究结果表明，通过光参量放大过程累积的群延迟色散高达532fs2，三阶色散高达5782 fs3，在未补偿光参量相位的情况下，压缩脉冲的时域峰值强度仅为傅里叶变换极限脉冲的43％。通过调节压缩器光栅间距，补偿了光参量相位的群延迟色散，将压缩脉冲的时域峰值强度增加至傅里叶变换极限脉冲的94％。研究结果为SILEX-Ⅱ激光装置的脉冲时域压缩提供了有效指导，同时也为未来基于全光参量啁啾脉冲放大技术的10～100 PW高峰值功率激光器的设计提供了依据。

    激光器光参量啁啾脉冲放大光参量相位时域压缩傅里叶变换极限脉冲

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    百纳秒脉宽单频大能量1064 nm激光器

    于真真钟朝阳王明建宋越...
    39-47页
    查看更多>>摘要：报道了基于光纤-固体混合放大的百纳秒脉冲宽度单频大能量1064 nm激光光源的研究工作。采用1064 nm分布反馈(DFB)半导体激光器作为单频连续种子光光源，采用声光调制器将种子光整形为脉冲宽度约为149。0 ns的洛伦兹波形脉冲光，重复频率为60 Hz，经过级联的全保偏光纤放大器放大后，获得单脉冲能量约为2。1 μJ、脉冲宽度约为216。7 ns的脉冲光输出。固体放大部分采用激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YVO4晶体作为高增益的前放大器进行双程放大，采用LD单侧面抽运的Nd∶YAG板条晶体作为预放大器进行双程放大，采用两级LD双侧面抽运的Nd∶YAG板条晶体作为功率放大器，最终获得了单脉冲能量为151。4 mJ、脉冲宽度约为267。8 ns的激光输出。采用光学外差法对输出脉冲激光的线宽进行了测试，线宽约为14。2 MHz。研究结果为星载相干测风激光雷达采用1。06μm的激光光源提供了新的技术路线。

    激光器百纳秒脉宽单频大能量相干测风

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    高光束质量保持的(6+1)×1泵浦/信号合束器研制

    王嘉伟李智贤付敏田鑫...
    48-56页
    查看更多>>摘要：研制了一款输入输出均为50μm大芯径信号光纤的高泵浦光耦合效率、高光束质量保持的(6+1)×1反向泵浦/信号合束器。利用仿真软件分析了锥区长度、拉锥比例以及玻璃管折射率对泵浦光耦合效率的影响，纤芯轴向偏移量对信号光传输效率及光束质量的影响。合束器的制作中，使用半掺氟的薄壁玻璃管提高泵浦臂性能，泵浦耦合效率大于98。5％，无主动制冷情况下温升小于10℃/kW。采用包层腐蚀变径技术保证信号光纤在组束过程中纤芯不变形，并通过光束质量因子反馈对准熔接，实现了高光束质量保持的合束器的研制，光束质量退化比仅为3。4％。在合束器信号光纤尾端制作包层光滤除器并熔接端帽构成一体化器件，应用于单级主振荡功率放大结构的窄线宽激光系统中，实现了4。1 kW近单模输出，拉曼抑制比为40。5dB。

    泵浦/信号合束器高功率光纤激光光束质量

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    椭圆氧化孔径垂直腔面发射激光器的偏振特性

    谢中华渠红伟周旭彦张建心...
    57-66页
    查看更多>>摘要：为了改善用于铷原子钟的795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)的偏振稳定性，研究了不同氧化孔径和椭圆度对VCSEL偏振性能的影响。利用COMSOL Multiphysics的波动光学频域模块模拟了不同氧化孔径对有源区谐振光强的影响。结果表明，当氧化孔径为3。5～4。0μm时，有源区的谐振强度最高。采用可实时观察的湿法氧化系统，研究了氧化温度对氧化速率和氧化孔椭圆度的影响。随着注入电流的增加，三种不同椭圆氧化孔的VCSEL表现出不同的模式特性、偏振特性和偏振角旋转特性。测试结果表明，带有长轴径为3。7 μm、椭圆度为1。7的椭圆氧化孔的VCSEL性能最佳。在85℃下，当注入电流为1。5 mA时，输出功率为0。86 mW，激光波长为795。4 nm，边模抑制比(SMSR)为43 dB，线宽为65 MHz，正交偏振抑制比(OPSR)为23。8 dB。在0。6～2。7 mA的范围内，VCSEL的主偏振方向保持不变。

    激光器垂直腔面发射激光器氧化孔径湿法氧化正交偏振抑制比窄线宽

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    离轴非稳腔导引光多光束干涉与远场图样研究

    李卿刘现魁任晓明郭俊杰...
    67-73页
    查看更多>>摘要：研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔，调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导引光在离轴非稳腔内的多光束干涉过程及其远场传播特征，在实验中搭建了离轴非稳腔(X方向为平凹稳定腔，Y方向为共焦非稳腔)导引光研究装置，通过凹球面镜小孔注入波长为632。8 nm的基模高斯光束，开展了光腔准直与导引光远场图样研究，实验结果与计算结果吻合较好。计算与实验结果表明:离轴非稳腔的干涉图样与传统共焦非稳腔/稳定腔不同，调腔导引光在腔镜小孔注入处出现椭圆"水滴"状干涉图样，该图样亮度较高，可以用于判断光腔的准直状态。输出导引光的远场光斑在Y方向上是不同振荡阶次的亮核光斑，其中高阶次亮核光斑可用于指示红外激光的远场光斑位置。

    激光光学离轴非稳腔多光束干涉调腔方法远场光斑

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    1967～2033 nm波段硅基可调谐外腔半导体激光器设计与仿真

    万浩然杨禹霖乔忠良李翔...
    74-83页
    查看更多>>摘要：2 μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅(SOI)平台，对2 μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0。1 nm/K的高精度调谐，对单个微加热器施加3。2 V电压时，调谐范围可达66 nm(1967～2033 nm)。

    硅光集成可调谐外腔半导体激光器环形谐振腔光波导终端

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