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激光放大器增益动态特性与自适应优化控制
1
作者 胡元闯 陈醒基 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期215-220,共6页
提升激光放大器的信号放大效能关键在于优化其增益动态特性。鉴于激光放大器机制的复杂性及传统优化方法的低效,结合自适应控制与哈里斯鹰优化算法,提出激光放大器增益动态特性与自适应优化控制方法。剖析其工作原理,构建了精确的稳态... 提升激光放大器的信号放大效能关键在于优化其增益动态特性。鉴于激光放大器机制的复杂性及传统优化方法的低效,结合自适应控制与哈里斯鹰优化算法,提出激光放大器增益动态特性与自适应优化控制方法。剖析其工作原理,构建了精确的稳态与功率耦合方程,以量化增益与平坦度,得到增益动态特性。以最大化输出增益并最小化增益平坦度为目标,采用哈里斯鹰算法,凭借其高效的搜索机制,迅速找到最优参数配置,实现了对增益动态特性的精准调控。实验结果表明,所提方法对输出增益检测精度高,误差小于0.05%。优化后输出增益达23 dB,增益平坦度低于2 dB,信号光功率提升2.7倍,具有良好的增益动态特性优化与信号放大效果。 展开更多
关键词 激光放大器 输出增益 增益平坦度 增益动态特性 哈里斯鹰优化算法
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基于微通道散热的板条激光放大器热仿真分析 被引量：3
2
作者 吴頔 于宇 +11 位作者 李凯 于恒哲 许志鹏 李云飞 王汞 白振旭 王玺 王君光 张永宁 王毕艺 王雨雷 吕志伟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期340-345,共6页
众所周知,热效应是限制大功率高能量激光器发展的一大瓶颈,在高能激光产生的过程中伴随着大量的废热产生,影响高能量激光器的光束质量甚至会影响其正常工作。为了保证高能量激光器的稳定运作并研究其工作物质的散热过程中的热分布状态,... 众所周知,热效应是限制大功率高能量激光器发展的一大瓶颈,在高能激光产生的过程中伴随着大量的废热产生,影响高能量激光器的光束质量甚至会影响其正常工作。为了保证高能量激光器的稳定运作并研究其工作物质的散热过程中的热分布状态,本文建立了一种用于高能Zig Zag板条激光放大器的双端入水微通道散热模型,利用CFD模拟仿真软件在额定工况下对微通道与空腔热沉进行散热对比,还研究了模型的可变参量:通道高度、翅片厚度,以及水流量对于散热性能的影响。模拟研究发现本文提出的微通道热沉冷却效果优于全腔水冷效果,微通道热沉将晶体表面最高温差控制在4℃以内,表面温度也降低了32;同时在压降允许范围内优化通道参数能再将冷却效果提升10,实现增益介质分布式高效散热。 展开更多
关键词 大功率高能量 板条激光放大器 微通道热沉 冷却效果 CFD
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四程脉冲激光放大器的逆问题 被引量：1
3
作者 张彬 吕百达 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期12-14,26,共4页
采用逐次逼近迭代法，对任意空间和时间分布波形的激光通过任意增益分布四程脉冲激光放大系统传输的逆问题，即给定输出脉冲和四程放大系统参数，求输入能量密度和脉冲波形，作了详细研究，并给出了四程钕玻璃激光放大器的数值计算结果。
关键词 脉冲激光放大器 逐次逼近迭代法 激光放大器
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高功率激光放大器片腔洁净度实验研究 被引量：14
4
作者 於海武 郑万国 +5 位作者 唐军 王成程 刘勇 贺少勃 魏晓峰 张小民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期272-276,共5页
在氙灯放电泵浦过程中 ,放大器片腔内材料在高强度氙灯光辐照下 ,存在显著的热解过程 ,产生大量的微米级悬浮粒子。在两种实验条件下对粒子数进行了测量 :一是放大器氙灯泵浦结束之后悬浮粒子的自然消散过程 ;二是氙灯泵浦结束之后利用... 在氙灯放电泵浦过程中 ,放大器片腔内材料在高强度氙灯光辐照下 ,存在显著的热解过程 ,产生大量的微米级悬浮粒子。在两种实验条件下对粒子数进行了测量 :一是放大器氙灯泵浦结束之后悬浮粒子的自然消散过程 ;二是氙灯泵浦结束之后利用大气流量的超纯氮气冲洗片腔之后的粒子数测量。研究结果表明 ,正常情况下 ,氙灯泵浦结束后片腔洁净度达到了 1 0～ 50万级气溶胶的水平 (在粒子直径≥ 0 .5μm的水平上 )。 展开更多
关键词 高功率激光放大器 洁净度 气溶胶 光学表面损伤
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低温重复率Yb:YAG固体激光放大器 被引量：7
5
作者 李磊 王建磊 +3 位作者 程小劲 刘晶 施翔春 陈卫标 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期1170-1173,共4页
Yb:YAG晶体比Nd:YAG晶体更适用于产生和放大具有Hz量级重复频率的高脉冲能量激光。报道了LD泵浦低温工作的Yb:YAG脉冲固体激光放大系统。整个系统由再生种子源、预放大器和主放大器3部分组成。晶体用铟和金箔作为导热层压到金属热沉上,... Yb:YAG晶体比Nd:YAG晶体更适用于产生和放大具有Hz量级重复频率的高脉冲能量激光。报道了LD泵浦低温工作的Yb:YAG脉冲固体激光放大系统。整个系统由再生种子源、预放大器和主放大器3部分组成。晶体用铟和金箔作为导热层压到金属热沉上,散热方式采用传导冷却,低温环境由液氮冷却热沉来保证。实验结果表明:当晶体温度控制在150 K时,装置得到了3 J@10 ns,10 Hz的1 030 nm脉冲激光能量输出。研究了低温真空环境下介质膜的损伤等因素对泵浦参数的要求,最后分析了进一步提升脉冲能量所需要解决的问题。 展开更多
关键词 激光放大器 YB YAG 脉冲能量 低温
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LD端面泵浦Nd∶YVO_(4)激光放大器的理论及实验 被引量：6
6
作者 黄科 樊仲维 +3 位作者 余锦 石朝辉 王小发 黄玉涛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期861-866,共6页
设计了激光二极管(LD)连续端面泵浦的Nd∶YVO_(4)主振荡放大器(MOPA),研究了重复频率10~50 kHz调Q脉冲注入时不同输入功率下放大器的输出情况。建立了基于速率方程理论的端面泵浦激光放大器运转模型,能够很好地描述千赫兹脉冲的放大行... 设计了激光二极管(LD)连续端面泵浦的Nd∶YVO_(4)主振荡放大器(MOPA),研究了重复频率10~50 kHz调Q脉冲注入时不同输入功率下放大器的输出情况。建立了基于速率方程理论的端面泵浦激光放大器运转模型,能够很好地描述千赫兹脉冲的放大行为。数值模拟和实验结果表明,随着频率的增加,脉冲放大逐渐逼近稳定态放大行为。结合实验条件,利用该模型得到了放大介质最佳长度随输入的种子光功率的变化关系,发现实验中放大介质最佳长度为8.5 mm。 展开更多
关键词 激光放大器 放大器模型 数值模拟 最佳长度
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LD端面泵浦Nd:YLF激光放大器研究 被引量：5
7
作者 秦兴武 陈良明 +5 位作者 李明中 罗亦鸣 隋展 丁磊 梁樾 赵润昌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期181-184,共4页
描述了对高功率 LD端面泵浦 Nd:YLF激光放大器的研究。放大器的耦合结构采用微透镜对泵浦光进行准直 ,透镜导管 ( lensduct)对其汇聚 ,耦合效率达 72 .2 %。用该放大器构成的振荡器的斜效率为 35 .9%。该激光放大器的口径为 1 0 mm,在... 描述了对高功率 LD端面泵浦 Nd:YLF激光放大器的研究。放大器的耦合结构采用微透镜对泵浦光进行准直 ,透镜导管 ( lensduct)对其汇聚 ,耦合效率达 72 .2 %。用该放大器构成的振荡器的斜效率为 35 .9%。该激光放大器的口径为 1 0 mm,在 1 0 5 3nm处具有 2 .6 展开更多
关键词 激光放大器 LD端面泵浦 泵浦耦合 微透镜
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电子束泵浦准分子激光放大器的双程光路自动准直 被引量：4
8
作者 王大辉 赵学庆 +2 位作者 张永生 孙昱薇 赵军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1434-1439,共6页
提出了一种电子束泵浦准分子激光放大器的双程光路准直方法,以保证光束在放大器中按照预定方向传输,并使多路光束稳定精确地照射靶面。首先,鉴于准分子放大器中无天然准直基准提出了利用双叉丝像传递光路进行准直的方法,即把输入光束叉... 提出了一种电子束泵浦准分子激光放大器的双程光路准直方法,以保证光束在放大器中按照预定方向传输,并使多路光束稳定精确地照射靶面。首先,鉴于准分子放大器中无天然准直基准提出了利用双叉丝像传递光路进行准直的方法,即把输入光束叉丝基准作为"近场点",把输出光束叉丝基准作为"远场点",并设计了放大器准直光路,编写了相应的软件。然后,在现有实验室条件下开展了电子束泵浦准分子激光放大器双程光路的自动准直实验。最后,分析了影响该方法的相关因素及准直精度。实验及分析表明,设计的准直系统在较短时间内实现了预定传输光路的自动准直,系统自身精度为0.63μrad,光束最大复位误差为13.75μm,满足了电子束泵浦准分子激光放大器双程光路自动准直的要求。 展开更多
关键词 激光技术 自动准直 电子束泵浦 准分子激光 激光放大器 叉丝
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1550nm单频脉冲光纤激光放大器实验研究 被引量：3
9
作者 何幸锴 侯辉 +5 位作者 冯力天 伍波 沈琪浩 侯天晋 兰戈 周鼎富 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期145-147,151,共4页
为了满足相干探测技术对激光光源的需求,采用主振功率放大技术,对全光纤、高重复频率、1550nm单频脉冲光纤激光器进行了研究。得到了脉冲宽度400ns、重复频率10kHz、单脉冲能量14μJ、平均功率148mW的单模光纤激光脉冲输出。实验中还发... 为了满足相干探测技术对激光光源的需求,采用主振功率放大技术,对全光纤、高重复频率、1550nm单频脉冲光纤激光器进行了研究。得到了脉冲宽度400ns、重复频率10kHz、单脉冲能量14μJ、平均功率148mW的单模光纤激光脉冲输出。实验中还发现了光纤中过高的功率密度所引起的受激布里渊散射(SBS)将导致激光脉冲波形的变形。提出了抑制SBS效应、提高输出功率的方法。结果表明,单频脉冲放大过程中,SBS效应是阻碍功率提高的主要因素,必须抑制SBS效应才能提高输出功率。 展开更多
关键词 激光技术 光纤激光放大器 主振功率放大 单频 受激布里渊散射
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高功率固体激光放大器中增益均匀化研究 被引量：4
10
作者 张永亮 魏晓峰 +5 位作者 严雄伟 王明哲 王德恩 郑建刚 李明中 景峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期1646-1648,共3页
针对高功率固体激光放大器中增益分布不均匀的现象,为获得较为均匀的增益分布,提出了分布式泵浦的方法。相对于均匀泵浦,分布式泵浦就是通过设计使得泵浦场具有一定的分布。在总体泵浦功率相同的情况下,分别对均匀泵浦和一定分布的分布... 针对高功率固体激光放大器中增益分布不均匀的现象,为获得较为均匀的增益分布,提出了分布式泵浦的方法。相对于均匀泵浦,分布式泵浦就是通过设计使得泵浦场具有一定的分布。在总体泵浦功率相同的情况下,分别对均匀泵浦和一定分布的分布式泵浦条件下产生的增益分布进行了模拟计算。结果表明,与均匀泵浦相比,使用分布式泵浦方法获得了较为均匀的增益分布。因此,在高功率固体激光放大器中使用分布式泵浦方法可以提高增益分布的均匀性。 展开更多
关键词 分布式泵浦 高功率固体激光放大器 增益均匀性
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增益饱和半导体激光放大器中的自相位调制效应 被引量：5
11
作者 林洪榕 李利军 迟晓玲 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期295-300,共6页
本文分析了半导体激光放大器处于增益饱和状态下的自相位调制（SPM）效应,以及SPM效应对传输脉冲波形、相位及频谱的影响。指出了利用这种效应可以补偿传输光纤色散。但是,必须仔细选择传输系统的配置和放大器结构参数,以获得最佳色散... 本文分析了半导体激光放大器处于增益饱和状态下的自相位调制（SPM）效应,以及SPM效应对传输脉冲波形、相位及频谱的影响。指出了利用这种效应可以补偿传输光纤色散。但是,必须仔细选择传输系统的配置和放大器结构参数,以获得最佳色散补偿效果。 展开更多
关键词 半导体激光放大器 增益饱和 自相位调制 SOA 色散补偿 光纤通信
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Nd∶YAG单程激光放大器的设计方法 被引量：2
12
作者 曹三松 张向阳 +2 位作者 黄燕琳 李光荣 苏心智 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期417-420,共4页
高平均功率Q开关固体激光器具有较多的应用需求 ,Nd∶YAG激光器只有采用振荡 放大结构才能获得Q开关高平均功率激光输出。对单程Nd∶YAG激光放大器进行了理论分析 。
关键词 贮能 提取效率 Nd:YAG激光放大器 平均功率 振荡-放大结构 钕 掺杂 窄脉冲固体激光器 设计方法
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二极管近帖泵浦Nd∶YVO_4激光放大器研究 被引量：4
13
作者 郑权 叶子青 赵岭 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期91-92,共2页
报道了用激光二极管近贴泵浦两表面镀膜的Nd∶YVO4 晶片作为激光放大器的一种简单设计。用该结构分别对被动调Q脉冲激光和单频连续激光进行了行波放大实验 。
关键词 二极管 近帖泵浦 LD泵浦 激光放大器 ND:YVO4晶体
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掺钛蓝宝石激光放大器中放大自发辐射效应研究 被引量：2
14
作者 楚晓亮 张彬 +6 位作者 袁晓东 蔡邦维 曾小明 黄小军 王晓东 郭仪 魏晓峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期559-562,共4页
　给出了描述掺钛蓝宝石激光放大器的速率方程组,通过对放大介质内反转粒子数密度和放大自发辐射的时间和空间特性的数值计算与分析,提出可通过控制泵浦光脉冲和信号光之间的时间延迟来有效地抑制放大自发辐射对放大器增益的影响。
关键词 掺钛蓝宝石激光放大器 放大自发辐射效应 速率方程组 反转粒子数密度 空间特性 时间特性 数值计算 增益
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水冷10Hz Yb:YAG激光放大器热管理（英文） 被引量：2
15
作者 蒋新颖 王振国 +6 位作者 郑建刚 严雄伟 李敏 张雄军 粟敬钦 朱启华 郑万国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期55-61,共7页
为了控制重频放大器的热致波前畸变,设计并加工了均匀冷却的背面水冷激活镜激光放大器,对放大器的热畸变特性开展了实验研究,实验发现在泵浦功率密度较高即重复频率达到10 Hz,平均功率密度达到200 W/cm2时,放大器的热畸变既影响远场分... 为了控制重频放大器的热致波前畸变,设计并加工了均匀冷却的背面水冷激活镜激光放大器,对放大器的热畸变特性开展了实验研究,实验发现在泵浦功率密度较高即重复频率达到10 Hz,平均功率密度达到200 W/cm2时,放大器的热畸变既影响远场分布又对近场产生显著的调制。近场的调制会给放大器带来较大的损伤风险。为了消除热畸变对近场的调制,首先对泵浦强度分布进行了匀化,然后对介质进行了边缘热平衡控制,消除了热畸变引起的近场调制。通过对上述因素的控制,采用水冷激活镜构型的四程放大器实现了在10 Hz频率下良好运行。在没有进行主动补偿的情况下,实现了远场焦斑优于5倍衍射极限的输出。 展开更多
关键词 激光放大器 二极管泵浦激光器 热效应 水冷激活镜
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钛宝石激光放大器的研究 被引量：2
16
作者 侯洵 阮双琛 +4 位作者 王水才 杨建军 杜戈果 丰善 华长发 《光子学报》 EI CAS CSCD 1996年第1期19-19,共1页
钛宝石激光放大器的研究侯洵，阮双琛，王水才，杨建军，杜戈果，丰善，华长发（中国科学院西安光学精密机械研究所７１００６８）我们采用上海光机所生长的（５．２×５．５×１０）ｍｍ的钛宝石激光晶体，成功地获得了钛宝石... 钛宝石激光放大器的研究侯洵，阮双琛，王水才，杨建军，杜戈果，丰善，华长发（中国科学院西安光学精密机械研究所７１００６８）我们采用上海光机所生长的（５．２×５．５×１０）ｍｍ的钛宝石激光晶体，成功地获得了钛宝石激光脉冲的放大输出。激光放大器的泵浦源是调... 展开更多
关键词 激光放大器 钛宝石 调Q
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高功率激光放大器中的光传输理论 被引量：5
17
作者 吕百达 张彬 《激光技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期288-292,共5页
总结了对高功率激光在放大器中传输研究工作的某些新进展。从ＦＮ方程出发，使用序列脉冲模型以及薄片损耗和增益模型，对高功率激光通过单程和多程放大器问题作了详细研究，这特别适用于损耗较大情况，并可进一步推广，借助于逐次逼... 总结了对高功率激光在放大器中传输研究工作的某些新进展。从ＦＮ方程出发，使用序列脉冲模型以及薄片损耗和增益模型，对高功率激光通过单程和多程放大器问题作了详细研究，这特别适用于损耗较大情况，并可进一步推广，借助于逐次逼近迭代法处理放大器的逆问题。 展开更多
关键词 序列脉冲模型 薄片损耗 激光放大器 光传输
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利用非均匀泵浦提高二极管泵浦激光放大器储能均匀性 被引量：1
18
作者 张永亮 王明哲 +5 位作者 严雄伟 魏晓峰 李明中 郑建刚 王振国 蒋新颖 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期3214-3218,共5页
对于高增益二极管泵浦激光放大器,均匀泵浦时会产生储能分布的不均匀。模拟分析了非均匀分布泵浦光对储能分布的影响,计算结果表明:使用一定的非均匀分布泵浦能够获得均匀的储能分布,使用一定范围的非均匀分布泵浦对储能均匀性起到改善... 对于高增益二极管泵浦激光放大器,均匀泵浦时会产生储能分布的不均匀。模拟分析了非均匀分布泵浦光对储能分布的影响,计算结果表明:使用一定的非均匀分布泵浦能够获得均匀的储能分布,使用一定范围的非均匀分布泵浦对储能均匀性起到改善作用。模拟分析了重复频率工作条件下使用非均匀分布泵浦对温度分布的影响情况,计算结果表明介质中心处温度有所下降,介质边缘处温度没有变化。因此,减小了介质整体温度和温度梯度,有利于热管理。 展开更多
关键词 激光放大器 非均匀泵浦 储能分布 温度分布
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多段式钕玻璃板条激光放大器小信号增益系数和储能效率的实验研究 被引量：1
19
作者 冯国英 吕百达 +4 位作者 叶一东 蔡邦维 淳于咏 梅隋展 张小民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第2期177-182,共6页
用阈值法和行波放大法对我们自行设计、加工的新型多段式钕玻璃板条激光放大器的小信号增益系数和储能效率作了测量，结果表明，放大器储能效率可达３．８４％，比常规放大器更高；此外，还具有向高功率。
关键词 多段式 激光放大器 储能效率 行波放大
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电子束激励KrF激光放大器稳定运行的重要技术问题 被引量：1
20
作者 马维义 马景龙 +2 位作者 胡凤明 单玉生 王乃彦 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期723-726,共4页
介绍了用于天光一号高功率氟化氪 (KrF)准分子激光系统中的电子束双向激励主放大器稳定运行中必须解决的一些重要技术问题 :水介质脉冲传输线中的绝缘支撑击穿问题 ;大面积电子束二极管阳极膜的安装 ;与压力膜接触处Hibachi筋的形状 ;... 介绍了用于天光一号高功率氟化氪 (KrF)准分子激光系统中的电子束双向激励主放大器稳定运行中必须解决的一些重要技术问题 :水介质脉冲传输线中的绝缘支撑击穿问题 ;大面积电子束二极管阳极膜的安装 ;与压力膜接触处Hibachi筋的形状 ;二极管后脉冲的形成及其对阳极膜和阴极发射体造成的损害等问题。 展开更多
关键词 大面积电子束激励 KrF准分子激光放大器 脉冲传输线 二极管阳极膜 二极管后脉冲
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