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中国激光 2025年第5期 252-259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中国科学院大学材料与光电研究中心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

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... 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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高功率线偏振光纤激光偏振控制技术研究进展

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激光与光电子学进展 2025年第9期 92-105页

作者：史逸飞漆云凤全昭沈辉唐明华中科技大学光学与电子信息学院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中国科学院上海光学精密机械研究所王之江激光创新中心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

高功率线偏振光纤激光在相干合成、非线性频率转换、引力波探测等领域有重要的应用价值，近年来成为了光纤激光领域的研究热点之一。随着激光功率的提升，线偏振光纤激光的热效应引发了高阶模（HOMs）增加和偏振模式耦合等问题，导致输... 详细信息

高功率线偏振光纤激光在相干合成、非线性频率转换、引力波探测等领域有重要的应用价值，近年来成为了光纤激光领域的研究热点之一。随着激光功率的提升，线偏振光纤激光的热效应引发了高阶模（HOMs）增加和偏振模式耦合等问题，导致输出激光偏振态不稳定，偏振消光比（PER）降低。从高功率线偏振光纤激光的偏振控制方面展开综述，系统地阐述了光纤激光在偏振控制和功率提升方面的限制因素，并详细介绍了偏振控制技术的研究进展，总结了近年来国内外的典型研究成果。

关键词：光纤激光线偏振高阶模热效应主动偏振控制

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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 121-127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中国科学院大学材料与光电研究中心

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1... 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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基于遗传退火算法的光纤激光主动偏振控制技术研究

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光学学报 2020年第23期40卷 146-155页

作者：尤阳漆云凤沈辉邹星星何兵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器与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 南京先进激光技术研究院江苏南京210038

介绍了一种用于偏振控制的遗传退火算法(GASA),该算法在遗传算法(GA)的基础上,引入了模拟退火的选择机制,将蒙特卡罗思想引入到了GA中,使算法具有更加强大的搜索能力。通过建立基于GASA算法的光纤激光主动偏振控制系统的数学模型,得到... 详细信息

介绍了一种用于偏振控制的遗传退火算法(GASA),该算法在遗传算法(GA)的基础上,引入了模拟退火的选择机制,将蒙特卡罗思想引入到了GA中,使算法具有更加强大的搜索能力。通过建立基于GASA算法的光纤激光主动偏振控制系统的数学模型,得到了不同参量情况下的GASA算法的仿真图像,并且分析了其收敛效果。仿真结果表明,在选择输出激光的偏振消光比作为适应度函数,种群数量为90,变异概率为0.7,交叉概率为0.001,温度下降比率为0.99的情况下,系统可以达到最优的控制效果。将GASA算法和随机并行梯度下降算法的仿真图像进行对比,可以看出,GASA算法具有较好的全局搜索能力和跳出局部最优值的能力,可以将其用在光纤激光的主动偏振控制系统中。

关键词：激光器光纤激光器主动偏振控制控制算法

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高功率光纤激光热光效应及模式不稳定阈值特性研究

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中国激光 2019年第10期46卷 21-29页

作者：李学文于春雷沈辉柏刚邹星星尤阳全昭李秋瑞漆云凤何兵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器与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

针对高功率强抽运条件下,热光效应及其引起的模式不稳定效应对高功率大模场光纤功率及亮度提升的限制,理论仿真了有源光纤吸收系数变化对光纤热沉积、热致折射率以及光纤数值孔径的影响,分析表明高吸收系数光纤带来更高热负荷密度,在热... 详细信息

针对高功率强抽运条件下,热光效应及其引起的模式不稳定效应对高功率大模场光纤功率及亮度提升的限制,理论仿真了有源光纤吸收系数变化对光纤热沉积、热致折射率以及光纤数值孔径的影响,分析表明高吸收系数光纤带来更高热负荷密度,在热光效应调制下加剧光纤数值孔径的增大程度,从而降低光纤激光的模式不稳定阈值。在理论研究基础上设计并制备了两款不同抽运吸收系数光纤样品并展开了高功率模式不稳定实验研究。实验结果证明,吸收系数为1.71dB/m的光纤样品的模式不稳定阈值激光功率约为800W,吸收系数为1.20dB/m的光纤样品在输出激光功率达到1700W时仍未观测到任何模式的不稳定现象,实验结果验证了降低光纤的抽运吸收系数可提升热致模式不稳定阈值的理论分析。该研究结果为设计研制大模场有源光纤,并获得更高功率光纤激光输出提供了一种新颖有效的技术途径。

关键词：光纤激光器增益光纤模式不稳定抽运吸收系数热光效应

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国产25/400μm掺镱双包层光纤实现2.2 kW窄线宽单模激光输出

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光学学报 2019年第6期39卷 415-418页

作者：李学文于春雷胡丽丽沈辉全昭李秋瑞楼风光王孟张磊漆云凤何兵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器与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 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室上海201800

基于自主研制的均匀掺杂低热光系数25/400μm掺镱双包层光纤,开展了全光纤高功率窄线宽光纤激光放大实验。激光系统实现了中心波长为1060.3 nm、线宽为25 GHz、最高功率为2.2 kW的单模激光输出,其斜率效率达78%,光束质量因子M^2≈1.2,... 详细信息

基于自主研制的均匀掺杂低热光系数25/400μm掺镱双包层光纤,开展了全光纤高功率窄线宽光纤激光放大实验。激光系统实现了中心波长为1060.3 nm、线宽为25 GHz、最高功率为2.2 kW的单模激光输出,其斜率效率达78%,光束质量因子M^2≈1.2,其功率是目前报道的基于国产25/400μm掺镱双包层光纤窄线宽放大器单模激光输出的最高功率。

关键词：光纤激光增益光纤热光系数单模窄线宽激光器

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高效率全国产化10 kW光纤激光器

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光学学报 2019年第3期39卷 423-425页

作者：陈晓龙楼风光何宇王孟徐中巍郭晓晨叶韧张磊于春雷胡丽丽何兵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器与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 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室上海201800

基于自主研发的大模场增益光纤和无源器件,采用双端抽运技术,搭建了一台全国产化10 kW光纤激光器,实现了非线性效应抑制。该激光器的功率放大器的输出功率达到10.14 kW,中心波长为1070.36 nm,3 dB光谱带宽为5.32 nm。其主放大级最大光-... 详细信息

基于自主研发的大模场增益光纤和无源器件,采用双端抽运技术,搭建了一台全国产化10 kW光纤激光器,实现了非线性效应抑制。该激光器的功率放大器的输出功率达到10.14 kW,中心波长为1070.36 nm,3 dB光谱带宽为5.32 nm。其主放大级最大光-光转换效率为87.8%,斜率效率为89.2%,成为目前国内报道的效率最高的10 kW级光纤激光器。

关键词：激光器掺镱光纤主振荡放大高效率

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光纤激光光谱合束及光栅热效应研究进展

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强激光与粒子束 2020年第12期32卷 23-42页

作者：王汉斌杨依枫袁志军咸昱桥刘美忠邬文杰李炳霖何兵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器与应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学材料科学与光电工程中心北京100049 哈尔滨工业大学物理学院哈尔滨150006 华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074

受热效应、光学损伤与非线性效应等因素的限制,单纤的功率提高困难。因此通过光学元件将多束激光进行合束的光束合成技术应运而生。光谱合束方案具有结构简单,合束光束质量好等优点,逐渐成为了合束技术发展的主流。简要介绍了光纤激光... 详细信息

受热效应、光学损伤与非线性效应等因素的限制,单纤的功率提高困难。因此通过光学元件将多束激光进行合束的光束合成技术应运而生。光谱合束方案具有结构简单,合束光束质量好等优点,逐渐成为了合束技术发展的主流。简要介绍了光纤激光光谱合束的几种常见合束方案,对比分析了几种合束技术的优缺点。对光谱合束中存在的光栅热畸变问题,从理论研究和实验研究两个方面进行了针对性的分析与讨论,并对光谱合束未来的发展趋势进行了展望。

关键词：激光光学光谱合束热效应光纤激光器光束质量

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光纤激光主动偏振控制技术的原理与进展

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激光与光电子学进展 2019年第10期56卷 1-13页

作者：尤阳漆云凤何兵沈辉邹星星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 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

光纤激光的主动偏振控制技术,可以在非保偏光纤中输出高消光比的激光。与保偏光纤激光器产生保偏激光相比,这种方法具有工艺简单、价格低廉的特点。本文主要介绍了主动偏振控制技术的基本原理,系统地阐述了近年来光纤激光主动偏振控制... 详细信息

光纤激光的主动偏振控制技术,可以在非保偏光纤中输出高消光比的激光。与保偏光纤激光器产生保偏激光相比,这种方法具有工艺简单、价格低廉的特点。本文主要介绍了主动偏振控制技术的基本原理,系统地阐述了近年来光纤激光主动偏振控制技术在国内外的发展情况,归纳了主动偏振控制技术发展的大致趋势。对主动偏振控制和偏振相干合成的锁相算法进行了简单的整理,最后对其发展方向进行了展望。

关键词：激光技术光纤激光器主动偏振控制锁相相干合成优化算法

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相位掩模板干涉场及其对光纤光栅损耗的影响

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光学学报 2018年第8期38卷 284-291页

作者：王迪李璇皮浩洋杨飞叶青蔡海文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

理论分析了紫外准分子激光相位掩模法刻写光纤布拉格光栅时相位掩模板干涉场的形式以及对比度特征,并结合干涉光场对比度与光纤光栅折射率调制度的关系,通过实验证明了随着光纤与相位掩模板距离的增加,相位掩模板形成的干涉光场对比度... 详细信息

理论分析了紫外准分子激光相位掩模法刻写光纤布拉格光栅时相位掩模板干涉场的形式以及对比度特征,并结合干涉光场对比度与光纤光栅折射率调制度的关系,通过实验证明了随着光纤与相位掩模板距离的增加,相位掩模板形成的干涉光场对比度会越来越低,这种对比度的降低导致了光纤布拉格光栅损耗的增加。进一步的分析显示:非±1级衍射能量的增加、紫外光束斜入射角度增加、紫外激光时空相干性的恶化等因素也会导致干涉场对比度降低,因此实验上要尽量避免这些不利因素的影响。该研究结果对高功率FBG刻写装置的光源、相位掩模板的选择以及光路调试等具有重要的指导意义。

关键词：光纤光学光纤布拉格光栅相位掩模板干涉光场

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