检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2024年第11期51卷 355-378页

作者：周军何兵漆云凤杨依枫沈辉孟俊清中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800 中国科学院大学光电与材料研究中心北京100049 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

高功率光纤技术是目前发展最为迅速的激光技术之一,其在通信、科研、工业、国防等领域有着卓越表现。通过对激光技术发展的研判,上海光学精密机械研究所在国内率先开展光纤激光技术的研究,其中的关键技术主要为高功率窄线宽光纤激光技... 详细信息

高功率光纤技术是目前发展最为迅速的激光技术之一,其在通信、科研、工业、国防等领域有着卓越表现。通过对激光技术发展的研判,上海光学精密机械研究所在国内率先开展光纤激光技术的研究,其中的关键技术主要为高功率窄线宽光纤激光技术和高功率光纤激光合成技术。针对光纤激光的特点,在高功率窄线光纤激光方面,为了抑制非线性效应,逐渐凝练出单频种子光谱调控结合多级放大技术,该技术能够在单光纤激光器功率放大的同时,保持线宽不变并最小化光束质量的劣化。在高功率光纤激光合成方面,同样结合光纤激光的特点,率先开展了全光纤环形腔相干合成(CBC)技术和光谱合成(SBC)技术的研究。近年来,上海光学精密机械研究所在一系列关键技术方面取得了突破性进展,并取得了一系列重要成果。这些成果推动了高功率光纤激光技术的推广和应用,使其成为目前国内外实现高能光纤光源的主流技术。

关键词：高功率窄线宽光纤激光相干合成光谱合成

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基于级联相位调制的4.9 kW窄线宽单纤光纤激光器

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中国激光 2023年第10期50卷 60-66页

作者：曹婧陈晓龙杨依枫李炳霖刘兆和郭晓晨汪贺孟俊清何兵中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光及应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

高功率窄线宽光纤激光器在遥感测量、引力波探测、光束合成等领域中应用广泛,但硅基光纤中的受激布里渊散射效应限制了其输出功率。对单频种子源进行相位调制以展宽线宽是常见的抑制受激布里渊散射的方法。然而,单一机理的射频相位调制... 详细信息

高功率窄线宽光纤激光器在遥感测量、引力波探测、光束合成等领域中应用广泛,但硅基光纤中的受激布里渊散射效应限制了其输出功率。对单频种子源进行相位调制以展宽线宽是常见的抑制受激布里渊散射的方法。然而,单一机理的射频相位调制对受激布里渊散射效应的阈值提升能力有限,已经不能满足近5 kW的激光功率需求。分析了伪随机二进制序列和正弦信号级联的相位调制对光谱展宽和受激布里渊散射效应抑制的影响,搭建了级联相位调制的高功率窄线宽光纤激光器,采用四级功率放大结构,在46 GHz均方根线宽下,实现了4.93 kW激光输出,中心波长为1067.5 nm,斜率效率为78%,光束质量为M2<1.2。

关键词：激光器光纤激光器受激布里渊散射相位调制

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原位重熔对激光选区熔化高强铝合金影响研究

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激光与光电子学进展 2025年第1期62卷 245-254页

作者：高鹏博吕非梁怡航王会廷安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

高强铝合金具有比强度高、耐腐蚀、可焊接的优点,将其与激光选区熔化(SLM)技术结合有望提升航空航天结构件的性能,但是成形过程中产生的孔隙缺陷限制了其进一步的应用。现将激光原位重熔工艺引入SLM成形过程中,探究了该工艺消除孔隙缺... 详细信息

高强铝合金具有比强度高、耐腐蚀、可焊接的优点,将其与激光选区熔化(SLM)技术结合有望提升航空航天结构件的性能,但是成形过程中产生的孔隙缺陷限制了其进一步的应用。现将激光原位重熔工艺引入SLM成形过程中,探究了该工艺消除孔隙缺陷的有效性和力学性能影响。研究发现,激光原位重熔工艺可以消除SLM成形过程中形成的孔隙缺陷,有效提高致密度。通过探索不同的激光原位重熔扫描速度,以及激光原位重熔之后样件的致密度、孔隙分布等,得到最优的工艺窗口,其激光功率和扫描速度均与SLM成形参数相同(390 W、2250 mm/s)。该工艺下,样件致密度达到最高的99.87%,孔隙尺寸均小于5μm且无不规则缺陷。X射线衍射仪图谱中存在Al3Sc相、Al6Mn相的微弱杂峰,其余元素均固溶于Al基体中,微观组织表现为良好的双峰组织,平均晶粒尺寸为2.22μm,较未经激光原位重熔试验样件,未发生晶粒粗化的现象。拉伸强度为545 MPa,较未经激光原位重熔试验样件提高了18.5%,断裂模式为脆性沿晶断裂。本研究对于提高高强铝合金SLM可打印性以获得质量稳定的低缺陷、高性能成形件具有重要意义。

关键词：激光选区熔化激光原位重熔高强铝合金孔隙缺陷力学性能

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基于非线性相位解调的光纤激光光谱压窄技术研究

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中国激光 2024年第22期51卷 144-153页

作者：任翼科沈辉汪贺谢威杨依枫漆云凤中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光及应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049 上海理工大学光学仪器与系统教育部工程中心上海市现代光学系统重点实验室上海200093

窄线宽光纤激光器的输出功率由于受到受激布里渊散射(SBS)效应的限制而很难提升。相位调制光谱展宽技术能有效抑制SBS,然而在一定线宽条件下,该技术对SBS阈值的提升效果依然有限。为了提升SBS的阈值,采用多级相位或频率调制(FM)技术来... 详细信息

窄线宽光纤激光器的输出功率由于受到受激布里渊散射(SBS)效应的限制而很难提升。相位调制光谱展宽技术能有效抑制SBS,然而在一定线宽条件下,该技术对SBS阈值的提升效果依然有限。为了提升SBS的阈值,采用多级相位或频率调制(FM)技术来展宽光谱。同时,通过幅度调制(AM)产生的自相位调制(SPM)效应,可以在输出光谱中引入频率啁啾。这种频率啁啾有助于输出光谱的相位解调和载波恢复,进而实现光谱的压窄。通过对非线性解调过程进行理论建模,详细分析了解调相位对光谱压缩效果的影响,研究了输出激光功率与调制深度的关系,探究了该技术对SBS阈值的影响。结果表明,该技术可以与一般的相位调制方式相结合,实现近2倍的SBS阈值提升。

关键词：窄线宽光纤激光器受激布里渊散射自相位调制相位调制幅度调制

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基于衍射光学元件的激光相干合成研究进展

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强激光与粒子束 2023年第4期35卷 24-35页

作者：何兵李炳霖杨依枫刘美忠中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

从衍射光学元件的基本原理出发,围绕连续波和脉冲波两大应用领域,综述了国内外基于衍射光学元件实现共孔径相干合成的研究进展。在国内,上海光学精密机械研究所分别实现了连续光和脉冲光的合成,连续光实现了206 W的输出功率,光束质量1.... 详细信息

从衍射光学元件的基本原理出发,围绕连续波和脉冲波两大应用领域,综述了国内外基于衍射光学元件实现共孔径相干合成的研究进展。在国内,上海光学精密机械研究所分别实现了连续光和脉冲光的合成,连续光实现了206 W的输出功率,光束质量1.38,合束效率29.6%;脉冲光实现了峰值功率1.02 kW,重复频率2.2 MHz的ns级脉冲相干合成光束,合束效率61%。在国外,连续光方面实现了5 kW量级的合成光输出,合束效率82%;脉冲光方面实现了平均功率150 mW,重复频率100 MHz的fs级脉冲相干合成光束,合束效率83.4%。最后对基于衍射光学元件的激光相干合成技术的未来发展做出了展望,相信在不久的将来,基于衍射光学元件的相干合成技术会不断发展,逐渐突破技术瓶颈,从而为更多的应用领域奠定坚实基础。

关键词：激光光学衍射光学元件相干合成光纤激光器相位锁定

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基于分段抛物线相位调制的光纤受激布里渊散射抑制的数值仿真和实验验证

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中国激光 2025年

作者：范传灏杨依枫汪贺邵千鹤梁擎宇李炳霖周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光及应用技术重点实验室中国科学院大学

锯齿形分段抛物线相位调制能够将激光光谱展宽成近似平顶的形状，且展宽的线宽等同于其啁啾率与周期的乘积。由于这种方案能将激光展宽成平顶光谱，研究人员认为它在抑制光纤受激布里渊散射(SBS)方面具有很大的优势。在本文中，这一调... 详细信息

锯齿形分段抛物线相位调制能够将激光光谱展宽成近似平顶的形状，且展宽的线宽等同于其啁啾率与周期的乘积。由于这种方案能将激光展宽成平顶光谱，研究人员认为它在抑制光纤受激布里渊散射(SBS)方面具有很大的优势。在本文中，这一调制方案通过数值仿真的方式得到了优化，也得到了实验验证。仿真结果指出，对于典型的10m光纤，无论线宽大小，调制半周期的“最佳值”都为12.2ns。半周期为12.2ns的分段抛物线相位调制能够使得每单位方均根(RMS)线宽的SBS抑制效果达到最大值，约为40倍每GHz。半周期低于或高于“最佳值”都会导致SBS抑制效果下降。若光纤长度增大，则相应的最佳半周期也应略微增大。文中为了检验仿真结果的正确性而开展了相应的实验。受限于实验设备，实验得到的SBS阈值功率显著低于理论预期。然而实验测得，若半周期小于5ns或大于20ns，则同等线宽下的SBS阈值功率确实会如理论预期一般下降。这样的结果指出，最佳的半周期是这一方案中首先要确定的参数，甚至在确定所需线宽之前就应根据光纤长度将其确定。而啁啾率应该由半周期和所需线宽确定，不是一个独立的参数。

关键词：激光器光纤激光器相位调制受激布里渊散射

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基于(Tm,Ho):YLF晶体的大能量百纳秒两微米激光放大器

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中国激光 2025年第6期52卷 113-119页

作者：岳芳馨张俊旋孟洁余婷朱小磊刘继桥陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部王之江创新中心上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器及应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

报道了基于(Tm, Ho)∶YLF晶体的大能量百纳秒2μm激光主振荡级联放大器的研究工作。在四腔镜8字形环形谐振腔结构中,采用自主设计的三维传导冷却和侧面抽运的激光泵浦头结构,实现了最大能量为59.5 mJ、重复频率为10 Hz、脉冲宽度为133.8... 详细信息

报道了基于(Tm, Ho)∶YLF晶体的大能量百纳秒2μm激光主振荡级联放大器的研究工作。在四腔镜8字形环形谐振腔结构中,采用自主设计的三维传导冷却和侧面抽运的激光泵浦头结构,实现了最大能量为59.5 mJ、重复频率为10 Hz、脉冲宽度为133.8 ns、中心波长为2051 nm的调Q脉冲激光输出。通过三级级联双程放大,最终将单脉冲能量放大至201 mJ,脉冲宽度约为131.8 ns。研究结果为基于航空航天平台的2μm激光雷达光源提供了新的技术路线。

关键词：激光放大器侧面抽运 (Tm,Ho)∶YLF晶体声光调Q 楔形镜耦合系统

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单管端面泵浦单频紫外激光器

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中国激光 2025年第5期52卷 244-251页

作者：赵越陈晓王明建冯盼辛国锋侯霞毕德仓中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部王之江创新中心上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器及应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

针对短距离风速遥测小型激光雷达,提出了一种基于单巴条激光二极管端面泵浦的单频全固态紫外激光器。该方案采用被动调Q非平面环形腔作为种子光源,通过双程放大和非线性频率转换技术实现了亚毫焦量级激光输出。激光放大器的单巴泵浦光... 详细信息

针对短距离风速遥测小型激光雷达,提出了一种基于单巴条激光二极管端面泵浦的单频全固态紫外激光器。该方案采用被动调Q非平面环形腔作为种子光源,通过双程放大和非线性频率转换技术实现了亚毫焦量级激光输出。激光放大器的单巴泵浦光经过光束整形后,可获得瑞利长度为14 mm和束腰尺寸为1.005 mm×0.634 mm的泵浦光束。采用带有一定角度的Nd∶YVO4晶体和三角形反射镜构建高增益双程放大光路,且泵浦长轴与双程放大光路平面重合,能量利用率达14.7%。0.04 mJ脉冲激光经过峰值功率为60 W、持续时间为200μs的激励源泵浦后,输出的1064 nm光能量为0.925 mJ。三倍频后输出的紫外355 nm激光能量为0.225 mJ,光-光转换效率为24.3%。

关键词：激光放大器单模非平面环形腔二极管泵浦光束整形

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星载高稳定性线型激光器

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激光与光电子学进展 2024年第23期61卷 289-293页

作者：宋铁强万渊辛国锋周馨方苏黄建新刘颖刘经启侯霞陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800 上海市全固态激光器及应用技术重点实验室上海201800 王之江激光创新中心上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

本文设计了一款可输出一字线型的星载线型激光器,该激光器可用于合成孔径雷达天线阵列面热变形的在轨测量。通过消热结构设计和抗力学设计,该激光器可满足空间应用的抗力学和热真空环境的要求,其在4.5 m内光线宽度不超过3 mm,连续工作5 ... 详细信息

本文设计了一款可输出一字线型的星载线型激光器,该激光器可用于合成孔径雷达天线阵列面热变形的在轨测量。通过消热结构设计和抗力学设计,该激光器可满足空间应用的抗力学和热真空环境的要求,其在4.5 m内光线宽度不超过3 mm,连续工作5 min的指向变化小于25μrad,可在0~30℃范围内正常工作。所设计的激光器具有平面度高、覆盖范围大、稳定性高等特点,为今后大尺寸结构变形在轨测量提供了新的技术参考。

关键词：星载激光器变形测量指向稳定性线型激光雷达天线

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同带泵浦千瓦级掺铥光纤激光器输出特性理论模拟

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中国激光 2022年第1期49卷 203-213页

作者：陶蒙蒙叶锡生叶景峰余婷全昭漆云凤冯国斌陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

对793 nm、1.6μm和1.9μm三种不同泵浦波段下千瓦级掺铥光纤激光器的输出特性开展了数值模拟研究。在1 kW输出功率下,对不同泵浦波段的输出效率和热特性进行了对比分析。结果表明,在793 nm泵浦下,受益于交叉弛豫过程,量子效率可超过10... 详细信息

对793 nm、1.6μm和1.9μm三种不同泵浦波段下千瓦级掺铥光纤激光器的输出特性开展了数值模拟研究。在1 kW输出功率下,对不同泵浦波段的输出效率和热特性进行了对比分析。结果表明,在793 nm泵浦下,受益于交叉弛豫过程,量子效率可超过100%,但是其整体斜率效率依然不高,导致激光器产热严重,废热与输出功率比达80.8%,光纤端面温度也相对较高。在同带泵浦下,激光器效率得到明显提升,尤其是在1.9μm同带泵浦下,激光器斜率效率达90%以上,废热也得到显著抑制,使用低掺杂光纤时,增益光纤温度整体在50℃以内。对同带泵浦下掺铥光纤激光器的功率提升开展了初步估算和数值模拟,估算表明在同带泵浦下,掺铥光纤激光器的功率提升主要受限于受激布里渊散射、模式不稳定、外包层损伤以及光损伤等四个因素。数值模拟结果表明,同带泵浦下热载显著降低,掺铥光纤激光器的功率提升不会受到模式不稳定的影响,而外包层损伤和受激布里渊散射成为主要的限制因素。对于1.6μm和1.9μm同带泵浦,在25μm芯径尺寸下,激光器最高输出功率可分别达5.9 kW和12.7 kW。

关键词：激光器光纤激光器同带泵浦热效应热载功率提升

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