一、YAG激光同步泵浦染料激光器产生38fs光脉冲（论文文献综述）
徐杰[1]（2020）在《内腔式固体拉曼激光器及同步泵浦固体拉曼激光器研究》文中研究表明用晶体作为拉曼介质的固体拉曼激光器因为其结构简单、转换效率高、稳定性好的优良特性被广泛应用于各个领域。与气体和液体拉曼介质相比,固体拉曼介质具有粒子浓度大、拉曼增益系数高、导热性能好及体积小的优点。同时,晶体拉曼介质具有多种拉曼振动模式可以实现受激拉曼转换,产生受激拉曼散射光。除了拉曼增益最大的拉曼振动模式,使用其他模式受激拉曼散射获得相干光是研究的热点。通过进行多拉曼模固体激光器的实验,人们实现了更多波长受激拉曼散射光的输出,进一步拓宽了光谱范围。此外人们一直致力于追求更短脉宽的脉冲,超短脉冲在工业、医学、军事和信息等领域有广泛的应用。近年来,利用同步泵浦拉曼激光器产生超短脉冲是研究的热点,关于这方面的实验报道很多,但有关这方面理论研究较少。本论文对LD泵浦主动调Q内腔式SrWO4拉曼激光器进行了实验研究。在腔内只有Nd:YAG激光晶体,脉冲重复频率为30 KHz,泵浦为5 W时,获得了平均输出功率为1.606 W的基频光输出,泵浦光-基频光最大转换效率为32.12%。在脉冲重复频率为10 KHz,泵浦为5 W时,脉冲能量最大为116.4μJ,脉冲宽度最窄为8ns。腔内加入SrWO4晶体后,在脉冲重复频率为30 KHz,泵浦功率为5 W时,得到了基频光平均输出功率为0.92 W,泵浦光-基频光转换效率为18.4%,当泵浦功率为4.5 W时,平均输出功率为0.857 W,转换效率最大,为19.04%。当泵浦为5 W,脉冲重复频率为10 KHz时,获得了1178 nm的Stokes光的最大平均输出功率0.702W,泵浦光-拉曼光的转换效率最大为14.04%,斜效率为17.25%,脉冲能量最大为70.2μJ。本论文对被动调Q多拉曼模固体激光器进行了理论研究。分析了常见拉曼晶体的振动模式及其对应的相对拉曼增益,总结出能够实现受激拉曼散射的拉曼模式。在被动调Q速率方程的基础上推导了具有两束拉曼光的速率方程,定义为拉曼光1和拉曼光2,分别是增益较小的次拉曼模和增益最大的拉曼模经过受激拉曼散射产生的一阶Stokes光。并将方程进行了归一化处理,获得了泵浦光与基频光在激光介质中的耦合率β、可饱和吸收体的漂白因子α、拉曼光1和拉曼光2的归一化拉曼增益系数M1和M2、拉曼光1与基频光的损耗比K1、拉曼光2与基频光的损耗比K2等归一化参量。根据实验数据和参考文献估算了归一化参量的取值范围,研究各个参量对两束拉曼光输出的影响,重点分析了K2/K1对两束拉曼光输出的影响,同时对M2、N、α、M2/M1取不同值时对两束拉曼光的影响进行了分析,通过研究发现,K2/K1对抑制拉曼增益较大的拉曼光2,使拉曼增益较小的拉曼光1实现高效率转换有至关重要的作用,只有K2/K1足够大,才能实现拉曼光1的高效率转换。同时,N、α等值越大,在完全抑制住拉曼光2的情况下,更容易获得更大效率的拉曼光1输出。结合文献给出的实验结果,与数值模拟结果进行了比较分析,并对实验给出了一定的优化意见,可以通过改变可饱和吸收体的透过率来增大N,通过改变腔型结构来增大α,获得更高效率的拉曼光1的转换。同时在选取拉曼介质时,还可以通过选取M2/M1合理的拉曼晶体,使用较长拉曼晶体等方法,使得拉曼增益较小模式的受激拉曼转换效率最大。本论文对同步泵浦超短脉冲拉曼激光器进行了理论研究。推导了考虑群速度色散的受激拉曼散射瞬态耦合波方程,数值模拟时使用有限差分法将偏微分方程组转换为空间网格上的关于时间的常微分方程组,使用四阶龙格-库塔数值算法进行求解。重点分析了拉曼腔腔长失谐量、输出镜反射率和泵浦脉冲宽度对Stokes脉冲的影响,并分析如何获得更短脉宽的脉冲输出。分析了在输出镜对Stokes光反射率为90%,腔长失谐量分别为+8μm、-30μm和-300μm时,腔内Stokes脉冲和泵浦脉冲经过拉曼晶体前后的脉冲形状及运动轨迹,讨论了形成这些现象的原因,给出了输出Stokes光和泵浦光的光强和脉冲宽度,通过比较发现在腔长失谐+8μm时,输出Stokes光的峰值光强最强,脉冲宽度最窄。分析了输出镜对Stokes光反射率为80%,腔长失谐分别为+8μm、-39μm和-250μm时,泵浦脉冲和Stokes脉冲经过拉曼晶体前后的脉冲形状及运动轨迹,给出了输出Stokes光和输出泵浦光的光强和脉冲宽度,与输出镜对Stokes反射率为90%时的结果进行了比较,在其他条件相同的情况下,脉冲形状及运动轨迹基本相似,但80%反射率下的峰值光强大于90%反射率下的峰值光强,脉冲宽度略宽,脉冲能量略大。分析了相同泵浦能量下,不同泵浦脉冲宽度在腔长失谐为+4μm时,腔内泵浦脉冲和Stokes脉冲经过拉曼晶体前后的脉冲形状及运动轨迹,给出了输出Stokes光和输出泵浦光的光强和脉冲宽度。在泵浦脉冲宽度不同时,因为腔长失谐量相同,所以脉冲形状及运动轨迹基本相似,但泵浦脉冲宽度为1.92 ps时输出Stokes光峰值光强最大,脉冲宽度最窄,这是因为泵浦脉冲宽度越窄,相同泵浦能量下的泵浦峰值功率越大,输出的Stokes光峰值光强越强。通过理论研究可以更好的理解瞬态受激拉曼散射的原理,分析影响输出Stokes光光强和脉冲宽度的因素,并且指导实验获得更短的脉冲。
汪金祥[2]（1987）在《飞秒脉冲技术的新进展》文中研究指明飞秒（fs）是这样一种概念,即1fs=10-15s;光每秒行进3×105km,它等于从地球到月球之间距离的四分之三。1fs内,光行进约300nm,小于人的头发丝直径的1％。 迄今所获得的最短光脉冲为8fs,相当于脉冲的半宽度小于4个光学周期的持续时间。本文介绍fs脉冲技术的新进展、应用研究概况及其发展前景。
孟祥昊[3]（2018）在《全固态锁模激光及其同步泵浦的飞秒脉冲产生与应用研究》文中认为高功率、高重频、宽带可调谐的超短脉冲激光在时间分辨光谱学、生物显微成像、THz产生、激光通信等领域有着广泛的应用。以掺Yb3+块状材料的全固态飞秒激光器作为泵浦源,结合非线性频率变换技术,可以突破增益介质荧光发射谱的限制,将输出波长进行拓展。光学参量振荡器（OPO）可以实现输出波长的宽带可调谐,将波长覆盖到紫外、可见光以及中红外波段。因此,使用全固态飞秒激光器泵浦的光学参量振荡器结合腔内或者腔外倍频、混频是获得高功率宽带可调谐的飞秒光源的一种重要技术途径。本文重点开展了基于全固态振荡器泵浦的高功率飞秒光学参量振荡器以及激光二极管泵浦的高功率全固态飞秒振荡器的实验研究,同时对宽带可调谐的飞秒光学参量振荡器在生物显微成像方面的应用进行了实验研究。论文的具体内容包括:1.基于三波混频的耦合波方程组,对飞秒光学参量振荡器中的动力学过程进行了模拟,从理论上分析了群速度失配、群速度色散、晶体长度等因素对参量转换效率和输出激光脉冲宽度的影响。基于商用的Yb:KGW全固态振荡器作为泵浦源,结合KTA与KTP晶体,最终实现了高功率宽带可调谐的近红外-中红外飞秒激光输出。其中信号光波长调谐范围在1.41-1.71μm,对应的闲频光在2.61-3.84μm,信号光最高平均功率为2.32 W,闲频光为1.31 W,整体转换效率为51.8%。采用啁啾镜进行腔内色散补偿,获得的信号光最短脉冲宽度为129 fs,接近傅里叶极限变换脉宽。2.以商用Yb:KGW全固态振荡器作为泵浦源,利用LBO作为倍频晶体,首先研究了倍频激光输出特性。其次,利用倍频后的515 nm飞秒绿光作为泵浦源,结合BIBO晶体,分别在重复频率75.5 MHz、151 MHz和755 MHz条件下,研究了其激光输出特性。在重复频率75.5 MHz的条件下,实现了高功率可调谐的可见光-近红外波段的飞秒激光输出,其中信号光光谱调谐范围在693-1000 nm,对应的闲频光在1061-2005 nm。利用这一可调谐光源,结合BBO晶体,进行了腔外倍频实验,最终得到了350-488 nm的可调谐紫外飞秒激光输出。3.研究了飞秒BIBO-OPO信号光双波长输出特性,对信号光双波长的产生进行了理论分析,通过实验发现双波长的产生并不完全取决于腔内的净零色散,当泵浦光的峰值功率较高时,合理的平衡信号光和泵浦光之间的相位匹配与群速度失配条件尤为重要,最终在重复频率151 MHz的条件下,获得了700-1000 nm的可调谐信号光双波长输出。4.开展了飞秒激光同步泵浦Ti:sapphire激光器的锁模实验研究,从理论上解释了飞秒激光同步泵浦Ti:sapphire的锁模机制,在锁模过程中,除了要考虑自相位调制作用外,飞秒泵浦光与Ti:sapphire激光之间的互相位调制作用更为重要,Ti:sapphire激光实现锁模主要是利用泵浦光和锁模激光相互叠加引起的非线性耦合效应。通过实验最终实现了高重频自启动的Ti:sapphire锁模飞秒激光输出,激光重复频率在151 MHz,为泵浦源的2倍。在使用啁啾镜和尖劈对进行腔内色散补偿的条件下,最终得到的锁模激光脉冲宽度为12.7 fs,平均输出功率256 mW。5.开展了Yb:KGW和Yb:CGA晶体高功率被动锁模实验研究,通过理论计算模拟了谐振腔的结构以及腔内各元器件引入的色散,采用半导体激光器作为泵浦源,基于Yb:KGW晶体,在28.4 W的泵浦光功率下,实现了平均功率7.6 W,单脉冲能量97 nJ,峰值功率0.606 MW的高功率锁模飞秒激光输出。而采用Yb:CGA作为增益介质,最终获得了平均功率10.3 W,单脉冲能量127 nJ的高功率锁模皮秒激光输出。6.开展了宽带可调谐飞秒OPO生物显微成像实验研究,首先对自主研制的飞秒OPO光源进行了工程化设计,接下来利用可调谐的飞秒OPO作为驱动源,与中国科学院医工所合作,成功进行了双光子显微成像实验研究,获得了比较好的实验结果。这种自主研发的宽带可调谐的飞秒OPO光源为双光子显微成像技术提供了强有力的驱动源,为后续的产业化发展奠定了基础。
张松林[4]（2019）在《基于同步泵浦锁模技术的2 μm掺铥脉冲光纤激光器研究》文中进行了进一步梳理2μm超快掺铥光纤激光器在激光医疗、激光加工、激光雷达,以及光学频率梳和中红外超连续谱产生等工业和基础研究领域具有广泛的应用。因此,高稳定2μm超快掺铥光纤激光器的研究具有重要的学术意义和实际应用价值。同步泵浦锁模技术曾用于早期染料激光器中超短脉冲的产生,而在有源光纤激光领域,一直鲜有基于同步泵浦技术的锁模脉冲产生研究。本论文将同步泵浦锁模技术用于掺铥光纤激光器以实现具有高系统稳定性的2μm超快脉冲的产生,具体研究工作如下:1)概述了2μm脉冲掺铥光纤激光器的研究现状及应用,指出超快掺铥光纤激光器的优点,并阐述了本论文主要的研究内容及创新点。2)分析了Tm3+的能级结构及光谱特性,介绍了基于2μm锁模掺铥光纤激光器基本原理及特点。3)分别研制了作为掺铥脉冲光纤激光器同步泵浦源的1.5μm纳秒脉冲光纤激光器和脉宽可调的1.5μm皮秒脉冲光纤激光器。基于电脉冲调制的纳秒脉冲源脉宽在2.2-9.6ns、重频在1-70 MHz可调谐;基于被动锁模的皮秒脉冲源脉冲宽度在2.5-3.8 ps连续可调,在种子激光器输出接70 m色散补偿光纤可将脉宽展宽至30 ps。4)利用上述1.5μm纳秒和皮秒光纤激光器分别同步泵浦2μm环型腔掺铥光纤激光器,系统研究了不同泵浦参数（脉冲宽度、重复频率、2μm腔内色散）对2μm同步泵浦锁模脉冲的影响。使用1.5μm纳秒激光器作泵浦源时,2μm同步泵浦锁模脉宽随着1.5μm泵浦脉宽增加而增加,且脉宽小于1.5μm泵浦脉宽;2μm同步泵浦锁模RF信噪比随着1.5μm泵浦功率增加而略微提升。2μm混合锁模脉宽随着1.5μm泵浦脉宽变化而基本维持在1.1 ps。在10 MHz基频同步时,腔长失谐范围1.95 mm内观察到2μm同步泵浦锁模光谱中心波长可以从1919.2 nm漂移至1929.0 nm。使用重频21.54 MHz的1.5μm皮秒激光器作泵浦源,获得了脉宽为4.6 ps,谱宽为0.24 nm,信噪比达55 dB的1950 nm基频同步泵浦锁模脉冲;以及脉宽为2.655 ps,谱宽为2.93 nm,信噪比为60 dB,重频仍为21.54 MHz的1945 nm四次谐波同步泵浦锁模脉冲。研究结果表明,2μm同步泵浦锁模受泵浦脉冲脉宽、重频及2μm腔内色散的影响,且可以实现远超传统同步锁模重频极限的基频同步泵浦锁模及四次谐波同步泵浦锁模。5)以所研制1.5μm皮秒光纤激光器作为泵浦源,进行了2μm同步泵浦-被动锁模混合锁模光纤激光器的研究,得到了脉宽880 fs的2μm超短混合锁模脉冲,其稳定锁模功率范围167238 mW,对应输出功率分别为0.47.8 mW,信噪比高达63 dB。对2μm被动锁模、同步泵浦锁模、混合锁模脉冲激光特性进行了系统对比研究,表明相对于同步泵浦技术,混合锁模技术不仅可以保持高的系统稳定性,而且可以实现更短锁模脉宽;相对于被动锁模技术,混合锁模不仅可以保持较短的锁模脉宽,而且可以实现性噪比更高,锁模阈值更低,系统稳定性更好的锁模脉冲。
邓诚先[5]（2005）在《连续波至纳秒脉冲光学参量振荡器的研究》文中研究说明光学参量振荡器是产生具有高度相干性的可调谐辐射的器件。随着激光器和二阶非线性晶体的科学和技术的进步,光学参量振荡器的理论和技术也逐渐得到发展。本论文主要从理论和实验上研究了连续波至纳秒脉冲光学参量振荡器的特性。论文中的主要工作如下所述。利用格林函数法和微扰法发展了单通相互作用的光学参量振荡器的阈值和效率的一般化分析理论。泵浦波和非共振的闲置波的电场强度被表示成有效二阶非线性系数的级数形式。文中考虑了基模椭圆高斯光束、光束的衍射效应、任意强度的聚焦、任意焦点位置、相位失配、光束走离、小的线性吸收系数等。结果适合于描述稳态运行、一般化共线相位匹配的光学参量振荡器。推导了内腔连续波单共振光学参量振荡器的光强特性的平面波理论。发展了内腔连续波单共振光学参量振荡器的功率特性的高斯光束理论,该理论更确切地描述了这类光学参量振荡器的特性。将激光谐振腔内的二阶非线性相互作用视为激光器的一种输出损耗,求解描述激光器特性的方程,得到激光器的非线性反射率和内腔连续波单共振光学参量振荡器的信号波和闲置波的光强或功率特性。在平面波理论中,考虑了准三能级、四能级激光增益介质的端面泵浦特性,对于环行腔结构的内腔连续波单共振光学参量振荡器,分析了其在平均场和非平均场近似条件下的特性,而对于驻波腔结构的内腔连续波单共振光学参量振荡器,分析了其在平均场近似条件下的特性。在高斯光束理论中,考虑了四能级激光增益介质的端面泵浦特性,分析了平均场近似条件下驻波腔结构的内腔连续波单共振光学参量振荡器的特性。发展了稳态运行、具有腔内光放大的环形腔单共振光学参量振荡器的功率特性的高斯光束理论。在这种结构的单共振光学参量振荡器中,适当地选择光放大器的参数,可以很大程度地降低单共振光学参量振荡器的泵浦阈值。在平均场近似下,无二阶非线性交叉耦合作用、具有腔内光放大的环形腔单共振光学参量振荡器的工作范围分为四个工作区域,且存在最小的单共振光学参量振荡器的泵浦阈值。分析中考虑了作为光放大器的激光增益介质的端面泵浦特性以及一般化单共振光学参量振荡器的特性。推导了描述以Cr4+:YAG 作为饱和吸收体和激光增益介质、被动Q 开关运行的Nd:YAG 激光器谐振腔内泵浦的Cr4+:YAG 激光器和单共振光学参量振荡器的动力学特性的速率方程。适当条件下作为激光增益介质的Cr4+:YAG 同时具有对二阶非线性作用过程产生的处于Cr4+:YAG 激光增益谱范围内的SRO 信号波的放大作用。分析中
葛小钢[6]（2019）在《1 μm/1.5 μm同步泵浦锁模脉冲光纤激光器研究》文中认为同步脉冲激光器由于无需在腔内引入调制器件,而具有结构简单、系统稳定性好、脉冲重复频率可进行谐波调谐等众多优点,可产生高稳定超短脉冲。其早期用于染料激光器的超短脉冲产生,但在有源光纤激光领域鲜有研究,并且基于同步泵浦锁模与被动锁模的混合锁模的优势在染料激光器里得到充分验证,而无此种混合锁模的光纤激光器的任何报道,如果将这两种技术应用到光纤激光器中,可作为放大系统的理想种子源,在光纤通信、传感方面具有重要的应用潜力。并且常规的锁模脉冲光纤激光器都是单波长输出,具有同步输出特性的双波段锁模脉冲光纤激光器将在非线性频率转换,拉曼散射光谱,泵浦探测光谱以及超宽带超连续谱的产生等领域发挥重要作用。因此,基于同步泵浦锁模的单波段和双波段脉冲光纤激光器的研究具有重要学术意义和实际应用价值。本文围绕这一主题进行如下的研究:1.简要介绍脉冲激光产生的几种常规方式,同步泵浦锁模激光器以及双波长同步脉冲光纤激光器的发展概况。2.通过对半导体激光器的驱动电路进行脉冲调制获得幅值、重频和脉宽可调的976 nm脉冲,使用其分别泵浦掺镱和掺铒光纤实现1μm和1.5μm环型腔的同步泵浦锁模。在两个波段下都能发现:1)同步泵浦锁模脉冲的输出特性随着腔内基频的增加而劣化,但可达到的重频极限远超掺杂离子上能级寿命决定的最大重频。2)同步泵浦锁模脉冲的脉宽随着泵浦功率的升高而降低、脉冲的信噪比随之提升,脉冲宽度压缩。3)同泵浦锁模脉冲脉宽远小于泵浦脉冲的脉宽,并且随着泵浦光脉宽的展宽而展宽。4)除此之外,调制频率与腔内基频的比值为1/2和3/2等有理分数时可实现有理数锁模,输出的脉冲重频为腔内基频的分子数倍。3.分别使用976 nm连续光和基于驱动电路调制的976 nm脉冲泵浦基于半导体可饱和吸收镜（SESAM）锁模的1μm线型腔和基于碳纳米管（CNT）锁模的1.5μm环型腔,获得了1μm线型腔和1.5μm环型腔被动锁模和混合锁模光纤激光器。研究发现,较被动锁模而言,混合锁模存在着:1)更低的阈值（1μm和1.5μm激光的锁模阈值降低10%和7%）。2)更好地脉冲稳定性（1μm和和1.5μm脉冲的信噪比分别增加13.7 dB和8.0 dB）。3)更大的稳定基频锁模区间。4)与被动锁模可比拟的窄脉宽。4.利用基于SESAM锁模的1μm锁模脉冲作为种子源（脉宽为12.8 ps,重频为20.86 MHz）,经三级MOPA放大后泵浦EY305铒镱共掺光纤获得1.5μm同步泵浦锁模脉冲,在1.18 W泵浦功率下获得的脉冲宽度为14.87 ns,在1.94 W的泵浦功率下获得的脉冲宽度为945 ps,但是其脉冲压缩以破坏脉冲稳定性为代价。本实验再次验证了重频对同步泵浦锁模效果的影响,远超上能级寿命决定的重频极限的重频下仅靠同步泵浦锁模难以输出高质量窄脉宽的脉冲,同时再次验证了同步效果与泵浦能量的关系。5.基于上述EY305铒镱共掺光纤实现了1/1.5μm双波长同步锁模脉冲光纤激光器,并且验证了1μm带宽和脉宽的关系以及其对1.5μm脉冲特性的影响。随着带宽增加（从5.6 nm增加至17.48 nm）,1μm锁模脉冲的脉宽从104.7 ps降低至到78.3 ps,相应的1.5μm锁模脉冲谱宽也从0.41 nm增加至1.57 nm,脉宽随之从79 ps降低至57.6 ps。研究结果表明,1μm激光是基于NPR技术的锁模脉冲,而1.5μm脉冲是1μm脉冲被Yb3+再吸收后同步泵浦效应与NPR效应共同作用的锁模脉冲,公共端监测两个脉冲完全同步输出,重频都为25.89 MHz。
王水才,魏志义,张怡彬,肖东,孙基柱[7]（1991）在《同步泵浦PML飞秒激光研究》文中指出采用CW锁模YAG倍频激光器同步泵浦PML飞秒染料激光器,产生了平均脉宽约55fs、功率为15mW的光脉冲。文章在理论和实验上还研究了同步泵浦飞秒激光脉冲产生技术。
刘玉璞,S.DeSilvestri,V.Magni,P.Laporta,O.Svelto[8]（1991）在《YAG激光同步泵浦染料激光器产生38fs光脉冲》文中研究表明研究表明,不用碰撞脉冲锁模技术,而由一台简单的线型腔染料激光器,就可成功地产生短达38飞秒的光脉冲。这种激光器用六镜折叠腔,其中有Rh6G和DOPCI两个喷流和一个棱镜对色散补偿器,用连续锁模Nd:YAG激光器的倍频输出同步泵浦。染料激光脉冲的平均功率为20mW,脉冲重复频率近100MHz。
乐文杰[9]（2020）在《基于激光差频技术的高功率中红外皮秒脉冲簇激光光源研究》文中研究说明波长处于3 μm的中波红外激光因位于水分子强烈共振吸收光谱峰而被视为消融切割生物组织的最有效光源之一。迄今为止,该波段皮秒脉冲激光已被用作高精度手术刀,实现对多种生物组织的低损伤消融切割。相比于传统脉冲激光,超短脉冲簇激光已被证实在进行材料消融时具有更快的消融效率,更少的脉冲能量消耗以及更低的连带热损伤。因此使用中红外超短脉冲簇激光对生物组织进行消融处理具有可行性和重大研究价值。非线性频率转换作为产生中红外激光的常用技术手段,可实现宽光谱范围的超短脉冲激光输出,其中基于准相位匹配的周期性畴极化反转掺镁铌酸锂晶体（PPMgLN）因工作波段广、抗损伤阈值高、有效非线性系数大等优点,而成为非线性频率转换最有效工作介质之一。本论文主要围绕主振荡-功率放大（MOPA）结构的掺镱光纤激光器及其泵浦的光参量差频系统（DFG）以产生高功率中红外超短脉冲簇激光光源展开,具体工作内容包括:1.分别搭建基于非线性放大环形镜（NALM）和二维材料可饱和吸收体（MoO3/CNTs）的全光纤被动锁模激光器。通过对比激光器输出功率和长期稳定性,选取前者作为产生超短脉冲序列的种子源,并引入反射型相位偏置器解决了该结构自启动难题。激光器输出平均功率15mW,重复频率16.32MHz,脉宽8.5 ps,其光谱中心位于1030 nm,3dB带宽0.57 nm。2.种子激光经隔离器输出后进入由5个3 dB耦合器组成的脉冲乘法器,产生宽度为4.8 ns的脉冲簇,其中每个脉冲簇由16个子脉冲以300ps等间隔组成。随后,利用两级级联全保偏掺镱光纤功率放大系统将脉冲簇平均功率放大到27.8 W。实验得到的高光束质量（MX2～1.52,MY2～1.79）、高功率、线偏振、超短脉冲簇激光可作为光参量差频系统的优质泵浦源。3.在DFG系统中,由于泵浦脉冲簇的子脉冲宽度较窄且间隔短,产生与其精准同步的信号光脉冲簇十分困难。本论文首次提出利用纳秒脉冲作为信号光与重复频率相同的脉冲簇同步泵浦DFG方案。信号光光源由一个光谱中心位于1550nm的FP型半导体激光器和两级级联全保偏掺铒光纤放大系统组成,其输出平均功率4 W、脉宽5.1 ns。通过选择合适的晶体周期和温度,在泵浦光27.8 W下实现了 3.1 W的闲频光输出,对应泵浦光转换斜效率为12%。闲频光中心波长位于3.07μm,其光束质量为MX2～2.03和MY2～1.61。4.首次提出以宽光谱纳秒脉冲激光作为信号光,与线偏振脉冲簇激光同步泵浦PPMgLN晶体来搭建波长调谐DFG系统。该宽光谱激光器由一个宽带超辐射发光二极管（super-luminescent light emitting diodes,SLED）半导体激光器和三级级联掺饵光纤放大器系统组成,其输出激光光谱中心位于1580nm,带宽超过50 nm,平均功率5 W。调节PPMgLN晶体工作温度25℃至95℃,可获得3.03μm至2.84μm闲频光波长调谐输出,其中位于3.0 μm处激光最大输出功率为4.6 W,其转换效率达到16.5%。在整个波长调谐过程中,中红外脉冲簇激光输出功率均超过3.5 W,这对于评估激光波长对激光生物消融性能影响的研究工作具有重大意义。
会议筹备组[10]（1984）在《第七届全国激光学术报告会论文摘要》文中研究指明 A组 A01 高磷铸铁的激光处理对抗空蚀性的影响华中工学院激光所李再光郑启光李家镕 王汉生海军后勤部装备所北海室胡伟光梁栋海军4808厂田鸿业王茂梁本文企图探讨用大功率连续CO2激光处理柴油机缸套外壁以提高其抗空蚀性。为此用激光处理重180柴油机缸套材料（高磷铸铁）的空蚀试件,并将处理后的试件进行磁致伸缩振动试验。采用两种不同的处理方法:激光表面相变硬化和激光熔化-凝固。结果表明在相变硬化处理时,材料表面得到0.4mm左右厚的淬火马氏体组织,显微硬度在Hv500以上。当采用熔化-凝固处理时,表面可得一层深度大于0.5mm的极细的莱氏体共晶组织,显微硬度值
二、YAG激光同步泵浦染料激光器产生38fs光脉冲（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、YAG激光同步泵浦染料激光器产生38fs光脉冲（论文提纲范文）
（1）内腔式固体拉曼激光器及同步泵浦固体拉曼激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 固体拉曼激光器的发展 |
| 1.2 多拉曼模固体激光器的发展及现状 |
| 1.3 超短脉冲拉曼激光器的发展及研究现状 |
| 1.4 本论文主要内容 |
| 2 LD泵浦主动调Q内腔式SrWO_4拉曼激光器的实验研究 |
| 2.1 SrWO_4晶体 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.3 实验结果与分析 |
| 2.3.1 基频光输出特性 |
| 2.3.2 拉曼光输出特性 |
| 2.4 偏振关系 |
| 2.5 小结 |
| 3 多拉曼模固体激光器的理论研究 |
| 3.1 被动调Q多拉曼模固体激光器的研究现状 |
| 3.2 常用拉曼晶体的自发拉曼谱 |
| 3.3 两束拉曼光的被动调Q速率方程 |
| 3.3.1 两束拉曼光速率方程的建立 |
| 3.3.2 归一化处理 |
| 3.3.3 输出拉曼激光脉冲参数 |
| 3.4 数值模拟研究 |
| 3.4.1 归一化参量的取值范围 |
| 3.4.2 各参量对两束拉曼光的影响 |
| 3.4.3 数值模拟与实验结果的比较 |
| 3.5 小结 |
| 4 同步泵浦超短脉冲拉曼激光器的数值模拟研究 |
| 4.1 同步泵浦超短脉冲拉曼激光器的研究现状 |
| 4.2 瞬态耦合波方程 |
| 4.3 数值模拟研究 |
| 4.3.1 腔长失谐量对Stokes输出脉冲的影响 |
| 4.3.2 输出镜反射率对Stokes输出脉冲的影响 |
| 4.3.3 泵浦光脉冲宽度对Stokes输出脉冲的影响 |
| 4.4 小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 :攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
（3）全固态锁模激光及其同步泵浦的飞秒脉冲产生与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超短脉冲激光发展历程 |
| 1.2 掺镱全固态超快激光研究进展 |
| 1.3 飞秒激光非线性频率变换技术概述 |
| 1.3.1 光学参量振荡器研究进展 |
| 1.3.2 光学参量振荡器的应用 |
| 1.4 论文选题意义及研究内容 |
| 第2章 非线性光学频率变换理论与全固态锁模原理 |
| 2.1 非线性光学频率变换理论 |
| 2.1.1 非线性光学基础 |
| 2.1.2 非线性耦合波方程组 |
| 2.1.3 相位匹配技术 |
| 2.1.4 相位匹配方法 |
| 2.1.4.1 角度相位匹配 |
| 2.2 光学参量振荡器 |
| 2.2.1 光参量振荡器类型 |
| 2.2.2 同步泵浦光学参量振荡器 |
| 2.2.3 非线性晶体简介 |
| 2.3 全固态锁模原理及技术 |
| 2.3.1 被动锁模原理 |
| 2.3.2 克尔透镜锁模原理 |
| 2.3.3 SESAM锁模原理 |
| 2.4 色散补偿技术 |
| 2.4.1 啁啾镜 |
| 2.4.2 GTI镜 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高功率紫外-中红外宽带可调谐飞秒OPO实验研究 |
| 3.1 高功率近红外-中红外宽带可调谐飞秒OPO |
| 3.1.1 KTP与KTA晶体简介 |
| 3.1.2 近红外-中红外飞秒OPO理论模拟 |
| 3.1.3 近红外-中红外飞秒KTA-OPO实验研究 |
| 3.1.4 近红外-中红外飞秒KTP-OPO实验研究 |
| 3.2 高重频宽带可调谐飞秒OPO |
| 3.2.1 BIBO、BBO和LBO简介 |
| 3.2.2 高功率515nm飞秒激光产生 |
| 3.2.3 高重频BIBO-OPO实验研究 |
| 3.3 双波长可见光-近红外可调谐飞秒OPO |
| 3.3.1 BIBO-OPO信号光双波长实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 飞秒激光同步泵浦的Ti:sapphire振荡器实验研究 |
| 4.1 飞秒激光同步泵浦锁模机制 |
| 4.2 飞秒激光同步泵浦Ti:sapphire锁模激光器实验研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 高平均功率掺Yb3+晶体全固态飞秒振荡器研究 |
| 5.1 Yb:KGW和Yb:CGA晶体特性 |
| 5.2 高功率Yb:KGW被动锁模飞秒激光实验研究 |
| 5.3 高功率Yb:CGA被动锁模皮秒激光实验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 宽带可调谐飞秒OPO用于神经显微成像的研究 |
| 6.1 宽带可调谐飞秒OPO样机设计与搭建 |
| 6.2 双光子显微成像实验 |
| 6.2.1 生物切片成像 |
| 6.2.2 检流计振镜成像 |
| 6.2.3 共振振镜扫描成像 |
| 6.2.4 扫描共聚焦显微镜层扫成像实验 |
| 6.2.5 双光子STED实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及发表文章目录 |
| 致谢 |
（4）基于同步泵浦锁模技术的2 μm掺铥脉冲光纤激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 掺铥光纤激光器研究意义 |
| 1.3 掺铥脉冲光纤激光器研究进展 |
| 1.3.1 调Q掺铥光纤激光器研究进展 |
| 1.3.2 锁模掺铥光纤激光器研究进展 |
| 1.3.2.1 主动锁模掺铥光纤激光器 |
| 1.3.2.2 被动锁模掺铥光纤激光器 |
| 1.3.2.3 混合锁模掺铥光纤激光器 |
| 1.3.2.4 同步泵浦锁模掺铥光纤激光器 |
| 1.4 本论文的主要内容及创新点 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 2μm锁模掺铥光纤激光器基本原理 |
| 2.1 铥离子能级结构及光谱特性 |
| 2.2 锁模基本原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 1.5μm脉冲光纤激光器 |
| 3.1 1.5μm纳秒脉冲光纤激光器 |
| 3.1.1 1.5μm纳秒脉冲激光器种子源研究 |
| 3.1.2 1.5μm纳秒脉冲MOPA激光源研究 |
| 3.2 1.5μm皮秒脉冲光纤激光器 |
| 3.2.1 1.5μm皮秒脉冲激光器种子源研究 |
| 3.2.2 1.5μm皮秒脉冲MOPA激光源研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 2μm同步泵浦锁模掺铥光纤激光器 |
| 4.1 2μm纳秒同步泵浦锁模掺铥光纤激光器 |
| 4.1.1 实验装置及原理 |
| 4.1.2 实验结果与分析 |
| 4.2 2μm皮秒同步泵浦锁模掺铥光纤激光器 |
| 4.2.1 实验装置及原理 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.2.2.1 泵浦脉宽对同步泵浦锁模掺铥光纤激光器的影响 |
| 4.2.2.2 泵浦重频对同步泵浦锁模掺铥光纤激光器的影响 |
| 4.2.2.3 腔内色散对同步泵浦锁模掺铥光纤激光器的影响 |
| 4.2.2.4 谐波同步泵浦锁模掺铥光纤激光器研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 2μm混合锁模掺铥光纤激光器 |
| 5.1 2μm被动锁模掺铥光纤激光器 |
| 5.1.1 实验装置及原理 |
| 5.1.2 实验结果与分析 |
| 5.2 2μm混合锁模掺铥光纤激光器 |
| 5.2.1 实验装置及原理 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（5）连续波至纳秒脉冲光学参量振荡器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 光学参量振荡器的发展简史 |
| 1.2 光学参量振荡器的基本理论和性质 |
| 1.3 非线性晶体 |
| 1.4 光学参量振荡器理论的发展和现状 |
| 1.5 光学参量振荡器实验的发展和现状 |
| 1.6 光学参量振荡器的应用 |
| 1.7 商品化的非线性晶体和光学参量振荡器 |
| 1.8 本论文研究的目的和内容 |
| 2 光学参量振荡器阈值和效率的一般分析 |
| 2.1 介绍 |
| 2.2 分析方法和基本理论 |
| 2.3 单共振光学参量振荡器阈值和效率的一般分析 |
| 2.4 双共振光学参量振荡器阈值和效率的一般分析 |
| 2.5 讨论 |
| 2.6 小结 |
| 3 内腔连续波单共振光学参量振荡器 |
| 3.1 介绍 |
| 3.2 分析方法和基本理论 |
| 3.3 平面波分析 |
| 3.4 高斯光束理论分析 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 小结 |
| 4 具有腔内光放大的单共振光学参量振荡器 |
| 4.1 介绍 |
| 4.2 分析方法 |
| 4.3 分析的理论 |
| 4.4 结果分析 |
| 4.5 讨论 |
| 4.6 小结 |
| 5 被动Q 开关Nd:YAG 激光器腔内泵浦的Cr~(4+):YAG 激光器和单共振光学参量振荡器 |
| 5.1 介绍 |
| 5.2 分析方法 |
| 5.3 理论 |
| 5.4 应用 |
| 5.5 讨论 |
| 5.6 小结 |
| 6 多个非线性晶体中的差频产生和参量振荡 |
| 6.1 介绍 |
| 6.2 分析方法和基本理论 |
| 6.3 平面波理论 |
| 6.4 高斯光束理论 |
| 6.5 应用 |
| 6.6 讨论 |
| 6.7 小结 |
| 7 激光谐振腔内光学参量过程的理论和实验 |
| 7.1 介绍 |
| 7.2 激光谐振腔内同时双共振参量振荡和倍频的理论 |
| 7.3 Nd:YAG 激光谐振腔内光学参量过程的实验 |
| 7.4 讨论 |
| 7.5 小结 |
| 8 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读学位期间发表的论文目录 |
| 附录2 光学参量振荡器常用和重要的理论 |
| 附录3 论文中的一些说明 |
（6）1 μm/1.5 μm同步泵浦锁模脉冲光纤激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 脉冲光纤激光器的发展概况 |
| 1.2.1 基于NPR技术的锁模光纤激光器 |
| 1.2.2 基于SESAM的锁模光纤激光器 |
| 1.2.3 基于新型纳米材料可饱和吸收体的锁模光纤激光器 |
| 1.2.4 增益开关脉冲激光器 |
| 1.2.5 同步泵浦锁模光纤激光器 |
| 1.3 双波长同步脉冲光纤激光器 |
| 第2章 基于同步泵浦锁模的 1 μm 和 1.5 μm 纳秒脉冲光纤激光器研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 976 nm脉冲激光器研究 |
| 2.2.1 直流偏置对输出特性的影响 |
| 2.2.2 重复频率对输出特性的影响 |
| 2.2.3 调制幅值对输出特性的影响 |
| 2.3 1.5 μm同步泵浦锁模系统方案 |
| 2.4 1.5 μm同步泵浦锁模结果与分析 |
| 2.4.1 泵浦重频对1.5μm同步泵浦锁模的影响 |
| 2.4.2 泵浦功率对1.5μm同步泵浦锁模的影响 |
| 2.4.3 泵浦脉宽对1.5μm同步泵浦锁模的影响 |
| 2.4.4 1.5 μm同步泵浦有理数锁模特性研究 |
| 2.4.5 泵浦波形对1.5μm同步泵浦锁模的影响 |
| 2.5 1 μm同步泵浦锁模系统方案 |
| 2.6 1 μm同步泵浦锁模结果与分析 |
| 2.6.1 泵浦重频对1μm同步泵浦锁模的影响 |
| 2.6.2 泵浦功率对1μm同步泵浦锁模的影响 |
| 2.6.3 泵浦脉宽对1μm同步泵浦锁模的影响 |
| 2.6.4 1 μm同步泵浦有理数锁模特性研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于混合锁模的1μm和1.5μm脉冲光纤激光器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 1.5 μm混合锁模光纤激光器系统方案 |
| 3.3 1.5 μm混合锁模光纤激光器结果与分析 |
| 3.4 1 μm混合锁模光纤激光器系统方案 |
| 3.5 1 μm混合锁模光纤激光器结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于1μm脉冲激光泵浦的1.5μm同步泵浦锁模光纤激光器研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 系统方案 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 1/1.5μm双波段同步锁模脉冲光纤激光器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统方案 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（9）基于激光差频技术的高功率中红外皮秒脉冲簇激光光源研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 掺镱光纤被动锁模激光器及功率放大器概述 |
| 1.2.1 掺镱光纤被动锁模激光器发展概述 |
| 1.2.2 掺镱光纤被动锁模激光器分类及实现方法 |
| 1.2.3 主振荡掺镱光纤激光功率放大器概述 |
| 1.3 基于准相位匹配技术的光参量转换概述 |
| 1.3.1 准相位匹配技术简介 |
| 1.3.2 超快中红外激光器概述 |
| 1.4 本论文研究意义与工作内容 |
| 1.5 本论文结构框架 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 用于参量转换的高功率超短脉冲簇光纤激光器研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于非线性环形镜被动锁模光纤激光器研究 |
| 2.2.1 非线性环形镜原理简介 |
| 2.2.2 基于非线性环形镜被动锁模光纤激光器数值仿真 |
| 2.2.3 基于NALM光纤激光器实验设计 |
| 2.2.4 实验结果与分析 |
| 2.3 基于二维材料可饱和吸收体被动锁模光纤激光器研究 |
| 2.3.1 基于MoO_3-SA被动锁模光纤激光器研究 |
| 2.3.2 基于CNTs-SA被动锁模光纤激光器研究 |
| 2.4 超短脉冲簇的产生及功率放大 |
| 2.4.1 脉冲簇的产生 |
| 2.4.2 脉冲簇光纤MOPA系统及其结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于窄光谱信号光注入的光参量差频技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 准相位匹配理论基础 |
| 3.3 窄光谱激光光源的产生及功率放大 |
| 3.3.1 窄光谱激光光源的产生 |
| 3.3.2 信号光源功率放大 |
| 3.4 光学参量差频实验设计与结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于宽光谱信号光注入的波长调谐差频技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 波长调谐差频原理 |
| 4.3 宽光谱激光光源的产生及功率放大 |
| 4.4 波长调谐差频实验设计与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 主要研究成果和创新点 |
| 5.1.1 主要研究成果 |
| 5.1.2 主要创新点 |
| 5.2 工作中存在的不足与后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 作者简历 |
| 博士期间取得的科研成果 |
四、YAG激光同步泵浦染料激光器产生38fs光脉冲（论文参考文献）
- [1]内腔式固体拉曼激光器及同步泵浦固体拉曼激光器研究[D]. 徐杰. 烟台大学, 2020(01)
- [2]飞秒脉冲技术的新进展[J]. 汪金祥. 高速摄影与光子学, 1987(02)
- [3]全固态锁模激光及其同步泵浦的飞秒脉冲产生与应用研究[D]. 孟祥昊. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2018(01)
- [4]基于同步泵浦锁模技术的2 μm掺铥脉冲光纤激光器研究[D]. 张松林. 深圳大学, 2019(09)
- [5]连续波至纳秒脉冲光学参量振荡器的研究[D]. 邓诚先. 华中科技大学, 2005(05)
- [6]1 μm/1.5 μm同步泵浦锁模脉冲光纤激光器研究[D]. 葛小钢. 深圳大学, 2019(09)
- [7]同步泵浦PML飞秒激光研究[J]. 王水才,魏志义,张怡彬,肖东,孙基柱. 高速摄影与光子学, 1991(03)
- [8]YAG激光同步泵浦染料激光器产生38fs光脉冲[J]. 刘玉璞,S.DeSilvestri,V.Magni,P.Laporta,O.Svelto. 光学学报, 1991(01)
- [9]基于激光差频技术的高功率中红外皮秒脉冲簇激光光源研究[D]. 乐文杰. 浙江大学, 2020(02)
- [10]第七届全国激光学术报告会论文摘要[J]. 会议筹备组. 激光与红外, 1984(09)