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10kHz高功率1.5μm KTA光参量振荡器
1
作者 刘景 孟君 +1 位作者 刘高佑 刘兆军 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期146-154,共9页
针对1.5μm激光的广泛应用需求,设计并实现了一种基于KTiOAsO_(4)(KTA)晶体的外腔型光参量振荡器,其重复频率为10 kHz。研究采用主振荡功率放大器构建1 064 nm泵浦源系统:分别以808 nm和878 nm激光二极管作为主振荡器与功率放大器的泵浦... 针对1.5μm激光的广泛应用需求,设计并实现了一种基于KTiOAsO_(4)(KTA)晶体的外腔型光参量振荡器,其重复频率为10 kHz。研究采用主振荡功率放大器构建1 064 nm泵浦源系统:分别以808 nm和878 nm激光二极管作为主振荡器与功率放大器的泵浦,以Nd:YVO_(4)晶体作为增益介质,结合电光调Q技术,获得重复频率为10 kHz、平均功率为20.13 W的1 064 nm激光输出,x、y方向上的光束质量因子M^(2)均优于1.5。基于该泵浦源,构建双程泵浦平平腔KTA-OPO,系统性地研究了泵浦光斑直径和谐振腔长度对KTA-OPO泵浦阈值及输出功率的影响。经过优化后,在腔长为40 mm、泵浦光斑直径为430μm的条件下,系统可获得6.26 W的1 535.5 nm激光输出,光光转换效率达33%。文中研究采用外腔型KTA-OPO结构,提高了高重频1.5μm激光的输出功率。 展开更多
关键词 激光光学 光参量振荡器 非线性频率变换 Nd:YVO_(4)晶体 KTA晶体
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基于RbTiOPO_(4)晶体的太赫兹波频率上转换探测特性
2
作者 明娜 范书振 +11 位作者 张行愚 陈晓寒 丛振华 刘兆军 李德春 郭丽媛 焦彬哲 袁加生 王世武 王开宇 刘乃昌 戴旭涛 《光子学报》 北大核心 2025年第4期21-33,共13页
依据受激电磁耦子散射的非线性效应,以受激Stokes散射信号为频率上转换信号,对基于RbTiOPO_(4)晶体的太赫兹频率上转换探测特性进行了研究。实验装置主要由泵浦源、太赫兹参量产生器和太赫兹频率上转换探测部分组成。太赫兹参量产生器... 依据受激电磁耦子散射的非线性效应,以受激Stokes散射信号为频率上转换信号,对基于RbTiOPO_(4)晶体的太赫兹频率上转换探测特性进行了研究。实验装置主要由泵浦源、太赫兹参量产生器和太赫兹频率上转换探测部分组成。太赫兹参量产生器产生的太赫兹波,经过两个离轴抛物面镜聚焦后与探测泵浦光一同注入探测晶体中,产生上转换Stokes光。上转换Stokes光和剩余的泵浦光,通过铜制杂散光收集器和1064 nm长波通边缘滤光片进行有效隔离。上转换Stokes光的光谱成分和信号强度分别通过光谱分析仪和高灵敏度光电二极管进行测量。泵浦光、太赫兹波以及上转换Stokes信号光的相互作用距离不超过15 mm。在3.84 THz处获得的最小可探测能量为2.29 fJ,动态范围为52.7 dB,在5.58 THz处获得的最小可探测能量为0.311 fJ,动态范围为56.3 dB。实验证明:RbTiOPO_(4)晶体是一种适合于太赫兹波频率上转换探测的优秀的无机晶体,与KTiOPO_(4)、KTiOAsO_(4)的协同使用,可以覆盖3.0~6.5 THz的频谱范围。 展开更多
关键词 太赫兹技术 非线性光学 太赫兹探测 频率上转换探测 RbTiOPO_(4)晶体
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翠绿宝石固体激光器研究进展(特邀) 被引量：4
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作者 赵智刚 关晨 +6 位作者 丛振华 张行愚 朱振 王世武 聂奕 刘杨 刘兆军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期77-105,共29页
翠绿宝石晶体是一种性能优良的宽带可调谐激光增益介质,具有荧光寿命长、饱和能量密度高、吸收带宽较宽以及热机械性能优良等特点.除闪光灯外,翠绿宝石晶体还可以使用蓝光激光二极管、红光激光二极管、绿光激光器、黄光激光器等多种可... 翠绿宝石晶体是一种性能优良的宽带可调谐激光增益介质,具有荧光寿命长、饱和能量密度高、吸收带宽较宽以及热机械性能优良等特点.除闪光灯外,翠绿宝石晶体还可以使用蓝光激光二极管、红光激光二极管、绿光激光器、黄光激光器等多种可见光光源进行泵浦.随着激光二极管技术的成熟及其商业化应用,利用红光激光二极管泵浦的翠绿宝石激光器逐渐成为固体激光领域的研究热点.本文首先介绍了翠绿宝石晶体的各种特性,并着重对基于闪光灯以及各类激光二极管泵浦的翠绿宝石激光器在国内外的发展进行综述,包括翠绿宝石连续激光、翠绿宝石调Q激光、翠绿宝石锁模激光、以及基于翠绿宝石的紫外激光.最后,阐述了翠绿宝石激光光源在医疗、雷达、显微等领域中的应用并对其未来发展提出了展望. 展开更多
关键词 激光器 翠绿宝石激光器 二极管泵浦 全固态激光器 可见光激光器 可调谐激光器 闪光灯泵浦 翠绿宝石晶体
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基于Re:YAG-SiO_(2)光纤的单频光纤激光器研究进展(特邀) 被引量：1
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作者 魏振帅 谢永耀 +7 位作者 邵贤彬 刘俊都 赵微 赵显 张行愚 赵智刚 丛振华 刘兆军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期65-78,共14页
Re:YAG-SiO_(2)多组分玻璃光纤是以Re:YAG作为纤芯材料,以石英管作为包层材料,采用熔芯法利用拉丝塔在高温下拉制的特种光纤,具有掺杂浓度高、增益大、机械强度高、易与石英光纤熔接等优点,适用于短腔单频光纤激光器。文中介绍了Re:YAG-... Re:YAG-SiO_(2)多组分玻璃光纤是以Re:YAG作为纤芯材料,以石英管作为包层材料,采用熔芯法利用拉丝塔在高温下拉制的特种光纤,具有掺杂浓度高、增益大、机械强度高、易与石英光纤熔接等优点,适用于短腔单频光纤激光器。文中介绍了Re:YAG-SiO_(2)光纤的制备工艺,结合笔者课题组在该领域的研究工作,综述了近年来基于Re:YAG-SiO_(2)光纤的单频激光技术在1.0μm,1.5μm及2.0μm波段的研究进展,并对Re:YAG-SiO_(2)光纤的制备及基于该类光纤单频激光器所存在的问题进行了归纳分析,对未来的发展进行了展望。 展开更多
关键词 单频激光 光纤激光器 Re:YAG-SiO_(2)光纤 钇铝硅酸盐光纤
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晶体光纤及晶体衍生光纤制备与应用综述 被引量：6
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作者 刘兆军 高悉宝 +6 位作者 丛振华 邵贤彬 谢永耀 蒋明渊 王上 赵智刚 张行愚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期23-41,共19页
晶体光纤是一种新型的高性能光纤材料,具有稀土离子掺杂浓度高、传光性好、耐高温、耐腐蚀等优点.晶体光纤在激光及传感方面具有巨大的应用潜力,然而至今还没有成功制备出真正意义上的同时具有晶体纤芯和晶体包层的小芯径晶体光纤.与传... 晶体光纤是一种新型的高性能光纤材料,具有稀土离子掺杂浓度高、传光性好、耐高温、耐腐蚀等优点.晶体光纤在激光及传感方面具有巨大的应用潜力,然而至今还没有成功制备出真正意义上的同时具有晶体纤芯和晶体包层的小芯径晶体光纤.与传统的玻璃光纤相比,晶体光纤的制备工艺更加复杂,如何对晶体光纤制备工艺进行完善和创新是当前需要解决的重要问题.为了探索提高晶体光纤质量的途径,本文以晶体光纤的四种制备技术为主线,回顾了晶体光纤及其制备方法的发展历程,讨论了每种制备方法的局限性,对晶体光纤目前的应用状况进行了总结,并对其未来发展趋势进行了展望. 展开更多
关键词 光纤材料 晶体光纤 光纤设计与制造 激光加热基座法 微下拉法 无粘合剂键合法 熔融芯法
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基于希尔伯特-黄变换的双马赫-曾德分布式光纤传感振动定位方法 被引量：8
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作者 杨文晨 秦增光 +5 位作者 刘兆军 徐演平 李钊 渠帅 丛振华 王泽群 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1410-1416,共7页
双马赫-曾德(M-Z)干涉仪系统因其光路简单、灵敏度高、频率响应宽等独特优势受到了广泛的关注及应用,但由于其非常容易受到外界环境噪声的影响,直接采取互相关计算方法获取扰动信号位置会导致较大的测量误差。本文提出了一种基于希尔伯... 双马赫-曾德(M-Z)干涉仪系统因其光路简单、灵敏度高、频率响应宽等独特优势受到了广泛的关注及应用,但由于其非常容易受到外界环境噪声的影响,直接采取互相关计算方法获取扰动信号位置会导致较大的测量误差。本文提出了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)的数据信号处理方案用于实现高精度的分布式光纤振动定位检测。通过对接收到的两路光信号进行经验模态分解得到本征模函数,并对所有本征模函数进行希尔伯特变换叠加得到希尔伯特谱,从而可以清晰直观地提取到由振动信号引起的高相似度光信号信息,再通过互相关计算由振动信号引起的时间延迟,从而准确计算振动位置信息。相比于传统的直接互相关计算方法,本方法可以有效识别及提取双M-Z干涉仪系统中振动信号引起的特征信息,从而可以有效降低外界环境噪声对系统的影响,减小定位误差。本文对所提出的方法进行了相关理论分析,并搭建了双M-Z干涉仪系统进行相关实验验证。实验结果表明,与传统直接互相关方法相比,本方法可以有效减少互相关数据的计算量,同时该方法可以有效提高振动位置的定位精度,在2 km的传感光纤长度、10 MHz采样率下,定位精度可达10 m。本文提出的基于双马赫-曾德干涉仪系统的分布式光纤传感技术具有较高的实际应用价值。 展开更多
关键词 光纤传感 希尔伯特-黄变换 双马赫-曾德干涉仪 定位方法 端点检测
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太赫兹参量源研究进展 被引量：3
7
作者 王泽城 杨忠明 +8 位作者 张行愚 范书振 陈晓寒 丛振华 刘兆军 秦增光 明娜 郭全鑫 郭丽媛 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期141-163,共23页
太赫兹参量源是一种激光驱动的太赫兹辐射源,它具有高相干性、可调谐、室温运转等优点。在简要介绍太赫兹参量源的基本原理后,重点总结了近年来国内外对太赫兹参量源的代表性研究成果,主要包括:1)太赫兹参量源中常用的几种非线性晶体,... 太赫兹参量源是一种激光驱动的太赫兹辐射源,它具有高相干性、可调谐、室温运转等优点。在简要介绍太赫兹参量源的基本原理后,重点总结了近年来国内外对太赫兹参量源的代表性研究成果,主要包括:1)太赫兹参量源中常用的几种非线性晶体,包括铌酸锂、磷酸钛氧钾、砷酸钛氧钾、磷酸钛氧铷;2)大单脉冲能量太赫兹参量源,主要产生方法包括使用垂直表面出射结构、使用环形腔、增加非线性晶体损伤阈值等,目前报道的最大单脉冲能量达到17μJ;3)高平均功率太赫兹参量源,主要产生方法包括使用半导体激光器侧面泵浦激光器、兼顾提高泵浦光脉冲能量和脉冲重复频率等,目前报道的最大平均功率为367μW;4)太赫兹参量源的理论模拟,主要包括以耦合波方程为基础的,分别针对太赫兹参量产生器、种子注入式太赫兹参量产生器、内腔泵浦与外腔泵浦太赫兹参量振荡器建立的理论模型。 展开更多
关键词 非线性光学 受激电磁耦子散射 太赫兹参量源 非线性晶体 耦合波方程
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2μm波段超短脉冲非线性压缩研究进展(特邀)
8
作者 袁振 张涵 +8 位作者 曹永强 蔡令波 赵圣之 李阳 潘忠奔 刘一州 杨克建 李涛 冯天利 《光子学报》 2025年第7期9-40,共32页
2μm波段激光位于水分子的吸收谱窗口内,覆盖多种气体分子的吸收带,具有广阔的应用前景。高峰值功率的2μm少周期超快激光可驱动惰性气体,产生覆盖水窗波段(2.3~4.4 nm)的阿秒脉冲和软X射线。非线性脉冲压缩技术凭借其结构简洁、成本低... 2μm波段激光位于水分子的吸收谱窗口内,覆盖多种气体分子的吸收带,具有广阔的应用前景。高峰值功率的2μm少周期超快激光可驱动惰性气体,产生覆盖水窗波段(2.3~4.4 nm)的阿秒脉冲和软X射线。非线性脉冲压缩技术凭借其结构简洁、成本低廉及高效压缩的优势,已成为实现2μm少周期超快脉冲的主要手段之一。该技术通过非线性过程展宽激光光谱,并结合色散管理,实现脉冲压缩至周期量级。本文系统阐述了非线性脉冲压缩的基本原理,全面总结了国内外2μm非线性脉冲压缩技术的研究进展,比较了各类非线性脉冲压缩方案,并展望非线性脉冲压缩的发展趋势。 展开更多
关键词 超快光学 2μm超快激光 非线性脉冲压缩 少周期脉冲 自相位调制 光谱展宽
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