【摘 要】
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自1994年首次利用克尔透镜锁模钛宝石激光器泵浦RTA光学参量振荡器实现中红外飞秒激光输出以来,在这20多年的时间内,随着高功率近红外泵浦源与各种优质非线性晶体的不断涌现,中红外飞秒光学参量振荡器在平均功率、脉冲宽度、调谐范围等方面都取得了长足的发展,为基础科学研究、生物医疗以及国防安全等领域提供了多样化的应用工具.文中将2～5 μm中红外飞秒光学参量振荡器分为波长可调谐输出型与宽光谱输出型两类,分别重点就这两类中红外飞秒光学参量振荡器的国内外研究进展进行综述,最后对进一步发展趋势进行了展望.高功率、高光
【机 构】
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西安电子科技大学物理与光电工程学院,陕西西安710071;中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心,北京100190
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自1994年首次利用克尔透镜锁模钛宝石激光器泵浦RTA光学参量振荡器实现中红外飞秒激光输出以来,在这20多年的时间内,随着高功率近红外泵浦源与各种优质非线性晶体的不断涌现,中红外飞秒光学参量振荡器在平均功率、脉冲宽度、调谐范围等方面都取得了长足的发展,为基础科学研究、生物医疗以及国防安全等领域提供了多样化的应用工具.文中将2～5 μm中红外飞秒光学参量振荡器分为波长可调谐输出型与宽光谱输出型两类,分别重点就这两类中红外飞秒光学参量振荡器的国内外研究进展进行综述,最后对进一步发展趋势进行了展望.高功率、高光束质量中红外飞秒光学参量振荡器和大能量中红外飞秒光学参量振荡器是其中两个重要的发展方向.
其他文献
随着光学元件的口径增加,无论是在加工检测还是在站址观测过程中,镜面视宁度的影响已经越来越难以忽略.在此情况下,研究可以定量测量镜面视宁度的方法与设备就显得十分重要.基于曲率/斜率混合传感策略,结合冷冻湍流假设实现镜面视宁度评价在时-空域上的转化,实现对镜面视宁度大动态范围的检测.首先,对曲率/斜率混合传感的基本方法进行了理论推导,并以标准化点源敏感性作为评价指标进一步分析了检测过程中的镜面视宁度变化.实验结果显示,在热扰动流场较为均匀时,镜面视宁度的影响较流场反复变化时小,由于湍流不稳定所引入点源敏感性(
稀土离子Tm3+/Ho3+掺杂中红外2μm波段超快激光由于广泛的应用前景成为近十余年来激光领域的研究热点之一.文中首先综述了稀土离子Tm3+/Ho3+掺杂固体/光纤2 μm波段超快激光锁模技术进展,包括主动锁模技术以及饱和吸收、克尔透镜、非线性偏振旋转、非线性光环形镜、非线性多模干涉等被动锁模技术;其次,结合激光增益介质及色散管理技术回顾了Tm3+/Ho3+掺杂固体和光纤锁模激光脉冲宽度压缩进展;再次,总结了Tm3+/Ho3+大能量/高功率超快激光技术及进展;最后,对2μm波段超快激光发展趋势进行了总结和
3μm波段激光是高精度外科手术的理想光源,也可作为长波中红外光参量振荡器的有效泵浦源.LD直接泵浦Er3+掺杂晶体是获得2.7～3 μm波段中红外激光的有效技术途径,具有成本低、结构紧凑简单等优点.由于Er3+ 2.8 μm激光下能级阻塞问题,一般需要高浓度掺杂,但高浓度掺杂易引起强烈的光吸收,增强了激光晶体的热效应,从而阻碍了激光功率的提升.低声子能量的氟化钙晶体特有的萤石型结构使得三价稀土离子极易形成“团簇”,将低浓度Er3+掺杂到氟化钙晶体中即可获得高效率的中红外激光增益介质.笔者课题组使用温度梯度
具有少周期量级脉冲宽度的高功率2 μm波段超快激光在非线性频率变换、激光光谱学以及医疗等领域有着重要且广泛的应用.利用高功率2 μm超快光源驱动孤子自压缩是产生高功率少周期2 μm激光的一种有效方法.文中利用自建的2μm Ho∶YAG锁模碟片振荡器作为种子源,在大模场光子晶体光纤中进行光谱展宽并实现孤子自压缩,最终获得了平均功率为10.2 W、脉冲宽度为3个光学周期的2 μm激光输出.实验采用FROG对输出脉冲的宽度和光谱进行测量,并与波长计测量的光谱以及理论模拟的结果进行了比较,验证了实验结果的准确性.
2μm激光处于水的吸收峰,对人眼安全而且处于大气窗口波段,在空间通讯、遥感探测、环境监测、激光制导、红外对抗、外科手术等领域具有重要的应用价值.随着各类掺铥和铥钬共掺激光介质的不断丰富及锁模技术不断发展,2 μm波段超短脉冲全固态振荡器成为最近几年激光技术的研究热点之一.文中系统分析了2μm波段激光基质材料和锁模技术,概括了近年来国内外2μm超短脉冲全固态掺铥振荡器的最新进展,并对代表性实验进行了分析介绍,最后对2 μm波段超短脉冲全固态掺铥振荡器的发展前景做出总结与展望.
超快双谐振光参量振荡器(DRO)在宽带中红外频率梳产生、中红外超短脉冲产生等领域有较大的应用前景.由于信号光与闲频光均在腔内振荡,DRO呈现出很多同单谐振光参量振荡器(SRO)所不同的工作特性.其中,在简并附近的腔长调谐特性是DRO中最具有代表性的特点.随着腔长的改变,DRO会在非简并、近似简并以及完全简并态之间切换状态.为具体分析腔长调谐对简并附近DRO工作状态的作用,文中基于数值仿真,对常用泵浦条件下,低色散飞秒泵浦DRO的腔长调谐特性进行了系统的研究与总结,并对相关特性的产生原因进行了理论分析.
报道了一种采用氧化石墨烯作为可饱和吸收体的二极管泵浦的被动调Q和调Q锁模运转的Tm,Ho∶ LLF激光器.采用透过率分别为3％、5％和9％的输出镜,首先研究了Tm,Ho∶ LLF激光器的连续运转特性.实验和模拟结果均表明采用透过率为9％的输出镜输出特性最好,当最大泵浦功率为20 W时,连续光输出功率高至1793 mW.接着以氧化石墨烯为饱和吸收体,采用透过率为9％的输出镜研究了Tm,Ho∶ LLF激光器的调Q和调Q锁模特性.实验表明:当790 nm LD泵浦功率小于7.26 W时,激光处于单纯调Q运转状态
实际应用中,分布式光纤振动传感系统所测信号多为非平稳随机信号,对其进行模式识别的关键是准确获取信号的幅值-时间-频率瞬时特征.现有的相关研究表明,经验模态分解EMD方法结合希尔伯特变换可获得所测信号中固有模态分量的瞬时能量和瞬时频率,但存在模态混叠问题,后续改进的总体经验模态分解EEMD方法存在伪分量,重构误差大,互补经验模态分解CEEMD方法减小了重构误差的同时增加了运算量,无法保证特征提取与分类的效率与准确性.文中基于改进型经验模态分解方法结合希尔伯特变换MEEMD-HHT方法实现分布式光纤振动传感系
手术机器人的末端操作力测量是实现机器人精准控制的关键,对保证手术操作的安全性至关重要。文中针对微创手术软体机器人末端三维力测量的实际需求,提出一种基于光纤光栅的微创软体机器人末端三维力的测量方法。基于光纤光栅传感原理,分析光纤传感器植入在软体机器人中的传感特性,建立基于最小二乘法线性标定和基于伯恩斯坦多项式非线性补偿的软体机器人末端力解耦模型,研究光纤光栅中心波长漂移量和软体机器人末端三维力之间的
高分七号卫星(GaoFen-7,GF-7)搭载了我国首台正式用于对地观测的星载激光测高仪,其测高精度备受国内外关注.文中系统性介绍了基于地形匹配、单片足印影像以及地面探测器阵列的3种检校方法,并利用同一地区GF-7星载激光数据,分别进行不同检校试验与验证,对比和分析3种不同检校试验后GF-7星载激光测高仪的高程测量精度.结果 表明,基于地面探测器阵列的检校方法精度最高.以高精度机载LiDAR点云作为地面验证数据,GF-7星载激光测高仪经检校后波束1精度达到0.177 m,波束2为0.157 m;受限于检校