连续单频可调谐钛宝石激光器及其强度噪声特性的研究

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基于光场量子态的量子信息研究

项目名称：基于光场量子态的量子信息研究一、研究内容项目将围绕重大科学研究计划“量子调控”专项中的“基于光场量子态的量子信息研究”的指南内容，瞄准利用光场量子态进行量子信息处理中的关键科学和技术问题，如：稳定可靠的纠缠光源的获得，有效的纠缠光纯化以及光与原子量子接口的实现等开展深入的研究。

从实验上构建稳定可靠、可扩展、易操控的量子信息处理物理系统，以及在原理探讨中加强核心技术的获得。

本项目拟解决的关键科学问题包括：1. 具有实用价值的纠缠态光源的研制：需解决以下关键问题：（1）研制高质量高功率全固态1.5μm/1.3μm 连续单频激光光源、窄线宽连续可调谐钛宝石激光器；（2）降低作为泵浦源的激光器的位相噪声使之达到散粒噪声极限，最大限度克服其对量子纠缠态光场纠缠度的影响；（3）改善反馈控制系统以降低光束间相对位相波动，提高非线性晶体的控温精度，以获得高纠缠度连续变量量子纠缠态光场；（4）当非简并光学参量振荡器运转于阈值以上时，研究解决两个下转换模在光学参量振荡腔内的不平衡损耗；（5）优化基于光纤的纠缠光源的参数，提高纠缠度，并使该系统全光纤化。

2. 多色多组份纠缠态光场产生及量子态传输：需解决以下关键问题：（1）将作为泵浦源的光纤激光器输出噪声降低到散粒噪声极限水平；（2）寻找合适的控制参数，实现量子离物传态以及可控的量子克隆；（3）多色多组份纠缠态在传输和与节点发生相互作用过程中的消相干问题。

3. 量子纠缠纯化和量子接口：需解决以下关键问题：（1）制备非高斯混合纠缠态光场；（2）获得高光学厚度、极低温度的冷原子系综；（3）减小原子退相干效应对量子存储的影响；（4）设计可行的探测系统, 消除杂散光的影响，完成光场量子态信号的探测。

4. 单量子比特（光子或分子）的产生与探测及其在量子信息处理上的应用：需解决以下关键问题：(1) 利用低温超导技术实现微波段光场量子态的制备和表征;(2)实现光通信波段(即波长为1.3μm,1.5μm)和原子吸收线(即波长为780nm,850nm)的快响应时间、高量子效率和低暗计数率的超导单光子测量。

Ti宝石激光晶体

Ti宝石激光晶体钛宝石（Ti：sapphire，Ti3＋：Al2O3）是当今最优秀的可调谐激光晶体，调谐带宽：660nm~1100nm，吸收带位于400~600nm，峰值吸收在490nm附近。

表征晶体质量除按光学晶体要求外，一个重要的指标是晶体的品质因素（figure of merit, 简称FOM）。

FOM定义为：FOM=α490∏/α800∏，α490∏、α800∏分别表示晶体在490nm和800nm对∏偏振光的吸收系数。

Ti:sapphire激光跃迁的上能级寿命3us。

掺钛宝石晶体的荧光光谱宽，发射截面大，导热性好，硬度高，物化性能稳定，被公认是最好的可调谐激光晶体掺钛蓝宝石激光器是迄今为止输出光谱在近红外波段调谐范围最宽的固体激光器之一,若辅之以非线性光学频率变换技术,制成准相位匹配光学参量振荡器,通过调整相关参数,可以得到高输出功率、高效率、可调谐波长范围大、寿命长、结构紧凑而体积小的红外可调谐光源,满足光通讯、红外对抗、环境监测、及光谱学研究等诸多领域的应用需求。

在基质晶体中掺入三价钛离子而形成的输出激光可调谐激光晶体。

六方晶系。

熔点2050℃。

空间群D6d-R3C，硬度9，仅3次于金刚石。

晶体具有宽的吸收带(400～600nm)、宽的发射带(650～1200nm)和大的发射截面(3×10-19cm2)，荧光寿命3.2μs。

采用焰熔法、提拉法、区熔法、热交换法等方法制备。

军事上用于遥感、雷达，工业上用于激光加工等。

这是一种以ti:al2o3晶体为激光介质的固体激光器(简称ti:s激光器)。

它以调谐范围宽(670nm～1200nm)、输出功率(或能量)大、转换效率高、运转方式多等诸多优异特性而倍受青睐，成为固体可调谐激光器中迄今为止发展最为迅速、最为成熟、最为实用，而且应用也最为广泛的一种。

a，连续运转钛宝石激光器纯连续运转钛宝石激光器最先是通过氩离子激光器泵浦实现的。

其后使用铜蒸汽激光器、yag激光器等泵浦均获得连续激光输出。

可调谐半导体激光器的精密控制系统设计

可调谐半导体激光器的精密控制系统设计曹延昌;熊继军;侯庆志【摘要】In order to meet the requirements of high stability of semiconductor laser in high precision measurement field, a semiconductor laser control system with high stability and low noise was proposed .The control system consists of a current driver and temperature controller .A negative feedback was used to maintain the current stability .A highly integrated MAX1978, as main control chip, was used to drive the thermoelectric cooler for temperature compensation .After the experiment verification , current was adjustable in the range of 200mA, current control accuracy was less than 1μA.The effective value of alternating current noise voltage within 3kHz ~100kHz bandwidth was less than 300nA and long-term temperature drift wa s less than 2m℃.The results show that the system can be used to drive distribibuted feedback external cavity LD lasers and distributed Bragg reflector LD lasers .%为了满足高精密测量领域对半导体激光器高稳定度的要求，设计了一种高稳定度、低噪声的半导体激光器控制系统。

Yb∶Ca3(NbGa)5O12晶体的坩埚下降法生长及光学性能研究

第53卷第4期2024年4月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.53㊀No.4April,2024YbʒCa 3(NbGa )5O 12晶体的坩埚下降法生长及光学性能研究赵㊀涛,艾㊀蕾,梁团结,钱慧宇,孙志刚,潘建国(宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江省光电探测材料及器件重点实验室,宁波㊀315211)摘要:使用坩埚下降法成功生长出了镱离子掺杂钙铌镓石榴石晶体(YbʒCa 3(NbGa)5O 12)㊂通过XRD 测试分析了晶体的结构,该晶体为立方晶系,晶胞参数a =b =c =12.471Å㊂对该晶体进行了拉曼光谱㊁透过光谱㊁吸收和发射光谱㊁荧光寿命等测试,计算了该晶体的吸收截面㊁发射截面㊁增益截面等㊂研究了在空气中退火对该晶体吸收光谱㊁发射光谱㊁荧光寿命的影响,退火前在935nm 处吸收截面为1.82ˑ10-20cm 2,退火后降低为1.40ˑ10-20cm 2,退火前在1031nm 处的发射截面为0.56ˑ10-20cm 2,退火后降低为0.40ˑ10-20cm 2,退火前荧光衰减时间为1.42ms,退火后为1.32ms㊂结果表明,YbʒCa 3(NbGa)5O 12单晶在空气中退火会对晶体的激光性能造成不利影响㊂关键词:YbʒCa 3(NbGa)5O 12晶体;坩埚下降法;吸收光谱;发射光谱;荧光衰减;退火中图分类号:O782㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2024)04-0620-07Growth and Optical Properties of YbʒCa 3(NbGa )5O 12Crystals by Bridgman MethodZHAO Tao ,AI Lei ,LIANG Tuanjie ,QIAN Huiyu ,SUN Zhigang ,PAN Jianguo(Key Laboratory of Photoelectric Detection Materials and Devices of Zhejiang Province,School of Materials Science and Chemical Engineering,Ningbo University,Ningbo 315211,China)Abstract :Ytterbium ion doped calcium niobium gallium garnet crystal (Yb ʒCa 3(NbGa)5O 12)was successfully grown by Bridgman method.The structure of the crystal was analyzed by XRD.The crystal is cubic crystal system,and the unit cell parameter a =b =c =12.471Å.The crystal was tested by Raman spectroscopy,transmission spectroscopy,absorption and emission spectroscopy,and fluorescence lifetime.The absorption cross section,emission cross section,and gain cross section of the crystal were calculated.The effects of annealing in air on the absorption spectrum,emission spectrum and fluorescence lifetime of the crystal were studied.The absorption cross section at 935nm before annealing is 1.82ˑ10-20cm 2,and it decreases to 1.40ˑ10-20cm 2after annealing.The emission cross section at 1031nm before annealing is 0.56ˑ10-20cm 2,and it decreases to 0.40ˑ10-20cm 2after annealing.The fluorescence decay time before annealing is 1.42ms,and it is 1.32ms after annealing.The results demonstrate that the annealing of YbʒCa 3(NbGa)5O 12single crystal in air will adversely affect the laser performance of the crystal.Key words :YbʒCa 3(NbGa)5O 12crystal;Bridgman method;absorption spectrum;emission spectrum;fluorescence decay;annealing㊀㊀㊀收稿日期:2023-12-08㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(51832009,512302300)㊀㊀作者简介:赵㊀涛(1997 ),男,山西省人,硕士研究生㊂E-mail:1254983331@ ㊀㊀通信作者:孙志刚,博士,助理研究员㊂E-mail:sunzhigang@0㊀引㊀㊀言钙铌镓石榴石(CNGG)晶体是一类无序激光晶体,结构介于激光玻璃的无序结构和激光晶体的有序结构之间㊂无序结构的激光玻璃,是一类典型的非均匀加宽的激光增益介质,但玻璃具有长程无序结构,限制㊀第4期赵㊀涛等:YbʒCa3(NbGa)5O12晶体的坩埚下降法生长及光学性能研究621㊀了声子的平均自由程,导致其热学性能相对较差,限制了高效㊁高功率密度激光的获得[1]㊂而传统的激光晶体如钇铝石榴石(YAG)晶体,具有很好的热学性质,但长程有序的特点使其具有相对单一的激活离子取代位置,导致其配位单一,激活离子的光谱较窄[2]㊂无序的钙铌镓石榴石晶体兼具两者的优点,具有光谱的非均匀加宽特性和较高的热导率,使得其在激光领域中具有潜在的应用价值㊂NdʒCNGG晶体的具有较宽的吸收与发射光谱,Pan等[3]采用直拉法生长了无序的NdʒCNGG晶体,InGaAs LD泵浦的峰值吸收截面约为4.1ˑ10-20cm2,在808nm LD激发的发射荧光谱中,4F3/2ң4I11/2的半峰全宽(full width at half maximum, FWHM)为15nm,4F3/2ң4I13/2半峰全宽为27nm,在超快激光脉冲产生方面展示出巨大的潜力㊂目前,研究人员对NdʒCNGG晶体的连续波㊁调Q及锁模超短脉冲激光特性已做了大量㊁系统的研究[4-6]㊂20世纪90年代初,随着体积小㊁效率高㊁寿命长的LD泵浦源的出现,Yb3+作为激光基质激活离子的研究迅猛发展㊂Yb3+具有最简单的能级结构,与Nd3+相比,具有本征量子缺陷低,辐射量子效率高,能级寿命长,吸收和发射光谱宽等特点㊂特别是Yb3+的吸收峰位于900~1000nm,能与目前商用的InGaAs半导体激光二极管泵浦源有效耦合,并且不需要严格控制温度㊂YbʒCa3(NbGa)5O12晶体(YbʒCNGG)已有相关报道,可获得连续激光输出,并通过锁模和调Q获得脉冲激光输出[7-9],证明了YbʒCNGG在激光领域的潜在价值㊂目前报道的YbʒCNGG晶体都是使用提拉法生长,该晶体的坩埚下降法生长还没有报道㊂坩埚下降法生长晶体是在密闭环境中进行,能有效防止原料Ga2O3的挥发;此外,与提拉炉相比较,坩埚下降炉价格低廉,设备维护简单,使用坩埚下降法生长晶体能够极大地降低生产成本,因此YbʒCNGG晶体可能更适合使用坩埚下降法生长㊂本文成功使用坩埚下降法生长出较大尺寸的YbʒCNGG晶体,并开展了其光学性能研究㊂1㊀实㊀㊀验1.1㊀原料制备和晶体生长YbʒCNGG晶体在1450ħ左右一致熔融,但在高温下Ga2O3原料会挥发,因此本实验采用坩埚下降法,在密闭环境中生长该晶体㊂使用的原料为Yb2O3(纯99.99%),CaCO3(纯99.99%),Nb2O5(纯99.99%), Ga2O3(纯99.999%),采用Ca3Nb1.6875Ga3.1875O12成分配比,按照以下的化学反应式进行多晶料的合成㊂2.892CaCO3+0.813375Nb2O5+1.626375Ga2O3+0.054Yb2O3=0.964Ca3Nb1.6875Ga3.1875O12㊃0.036Yb3Ga5O12+2.892CO2(1)按上述配比称量原料,进行充分研磨,放入混料机中混合24h,再进行液压机压块,随后放入马弗炉进行第一次烧结,烧结温度1000ħ,保温10h;取出后再次研磨㊁压块,进行第二次烧结,烧结温度1250ħ,保温时间30h,得到YbʒCNGG的多晶料㊂将多晶料放进装有YAG[111]籽晶的铂金坩埚,放入坩埚下降炉中进行晶体生长㊂接种温度为1450ħ,下降速度8mm/d㊂晶体生长结束后,以20ħ/h左右的速率使炉温降至室温,以消除晶体生长过程中所产生的热应力㊂众所周知,激光晶体在高温环境中工作一段时间后,性能会有所降低㊂在高温㊁富氧或贫氧环境中工作一段时间后某些单晶会改变颜色,导致其光学吸收带发生变化,这种现象已经在硅酸铋[10]㊁铌酸盐[11-12]㊁磷酸盐[13]和碱金属钼酸盐[14-16]等氧化物中发现㊂因此,本文在空气中对YbʒCNGG晶体进行了热退火,以此来探究高温环境工作后晶体的光学性能变化㊂将加工好的一块晶片切成两块,其中一块放进马弗炉中,在空气氛围下进行退火,退火温度为1000ħ,保温时间10h㊂1.2㊀性能测试使用德国Bruker XRD D8Advance型X射线粉末衍射仪对YbʒCNGG晶体的粉末样品进行XRD测试,辐射源为Cu靶X射线管,工作电压和电流分别为40kV和40mA,扫描范围10ʎ~70ʎ,步幅为0.02ʎ㊂使用DXR3Raman Microscope光谱仪记录了晶体在295K下的拉曼光谱,激发源为532nm波长的激光㊂使用美国Lambda950型紫外可见近红外分光光度计测量了晶体的吸收和透过光谱㊂使用法国FL3-111型荧光光谱仪测试了晶体的发射光谱,激发源为980nm激光㊂采用英国FLS980荧光光谱仪测试了晶体的荧光衰减曲线,激发波长980nm,监测波长1031nm㊂622㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷2㊀结果与讨论2.1㊀晶体生长图1(a)为采用坩埚下降法生长得到的YbʒCNGG晶体,晶体直径为25mm,接种后生长部分长度约为80mm,其中偏析层部分约为25mm㊂晶体呈现咖啡色,透明,内部有少量裂纹,晶体开裂与晶体自身性质以及生长工艺有关㊂图1(b)为加工后的YbʒCNGG晶片,晶片直径25mm,厚度为1mm,属于(111)晶面,晶片中横向裂纹是加工所致㊂图1㊀坩埚下降法生长的YbʒCNGG晶体Fig.1㊀YbʒCNGG crystals grown by Bridgman method2.2㊀XRD分析图2为YbʒCNGG晶体单晶部分和顶部偏析层部分的粉末XRD图谱,将单晶部分的XRD数据导入Jade 中,通过拟合得出该晶体是Ia3d空间群,属于立方晶系,晶胞参数a=b=c=12.471Å,α=β=γ=90ʎ,比已报道的CNGG晶体晶胞参数(12.51Å)略小[17],原因是掺杂的Yb3+半径小于被取代的Ca2+半径,导致晶体晶格收缩㊂通过Jade分析,顶部偏析层的杂质成分大部分是立方焦火成岩(Ca2Nb2O7),这与文献[18]中得出结论一致,原因是掺入Yb3+后,生成了镱镓石榴石(Yb3Ga5O12),导致Ca2+与Nb5+的过量,从而生成了不属于石榴石相的Ca2Nb2O7㊂2.3㊀拉曼光谱图3是室温下YbʒCNGG退火前后晶体样品的拉曼图谱对比,孤立金属氧四面体基团[MO4](M代表Ga 和Nb)在700~900cm-1存在对称伸缩振动,这些[MO4]基团是石榴石晶格的结构单元,M阳离子进入到石榴石结构的d位[19]㊂在700~900cm-1看到两个密集的振动峰C1和C3,分别是[GaO4]和[NbO4]基团群的对称伸缩振动造成的,C1和C2峰下降明显,C3和C4变化较小的可能原因是晶体中部分Ga3+挥发,改变了晶体的结构和振动特性,影响了振动模式的活性㊂Ga3+挥发会对晶体中[GaO4]基团的对称伸缩振动产生影响㊂通常情况下,Ga O键连接可能会中断或减弱,这种情况可能导致对称伸缩振动变弱,在拉曼光谱中可能会表现为C1和C2峰强度下降㊂C2和C4分别是C1和C3的伴峰,此处出现峰,则代表[GaO4]和[NbO4]附近出现阳离子空位,峰强度越高,则代表阳离子空位浓度越高㊂从图中可以看出,退火后C2和C4处都出现了微弱的伴峰,表明在退火后的晶体中,阳离子空位浓度增加了,主要原因是高温退火后晶体表面的Ga3+浓度降低,但是幅度较小[20]㊂2.4㊀透过和吸收光谱退火前后晶体样品的透过图谱如图4(a)所示,600~2500nm的整体透过率接近80%,说明晶体质量较高,退火后晶体颜色变化不明显㊂图4(b)是YbʒCNGG晶体的吸收截面图,吸收峰对应Yb3+的2F7/2(基态)ң2F5/2(激发态)跃迁㊂基态2F7/2和激发态2F5/2分别被晶体场劈裂为4个和3个Stark能级,从基态多重态的几个Stark能级到激发态多重态2F7/2(0㊁1㊁2㊁3)ң2F5/2(0ᶄ㊁1ᶄ㊁2ᶄ)的电子跃迁大多数是声子辅助的,从而产生了相当宽的谱带㊂晶体退火前在935nm处吸收截面为1.82ˑ10-20cm2,退火后为1.40ˑ10-20cm2;退火前在971nm处吸收截面为1.22ˑ10-20cm2,退火后为1.03ˑ10-20cm2,退火后吸收截面明显降低㊂此外,㊀第4期赵㊀涛等:YbʒCa 3(NbGa)5O 12晶体的坩埚下降法生长及光学性能研究623㊀从图4(c)和4(d)可以计算得出,晶体退火前在935nm 处FWHM 为47.46nm,退火后为44.60nm;退火前在971nm 处FWHM 为23.47nm,退火后为23.86nm㊂退火后在935nm 处的FWHM 比退火前小了2.86nm㊂图2㊀YbʒCNGG 晶体中部单晶部分及顶部偏析层部分的粉末XRD 图谱Fig.2㊀Powder XRD patterns of the middle single crystal part and the top segregation layer of YbʒCNGGcrystal 图3㊀室温下退火前后YbʒCNGG 晶体样品的拉曼图谱Fig.3㊀Raman spectra of YbʒCNGG crystal samples before and post annealing at roomtemperature图4㊀室温下退火前后YbʒCNGG 晶体样品的性能测试㊂(a)透过光谱;(b)吸收光谱;(c)退火前晶体样品吸收光谱的高斯拟合图;(d)退火后晶体样品吸收光谱的高斯拟合图Fig.4㊀Performance testing of YbʒCNGG crystal samples before and post annealing at room temperature.(a)Transmission spectra;(b)absorption spectra;(c)Gaussian fitting of absorption spectra of crystal sample before annealing;(d)Gaussian fitting of the absorption spectrum of crystal sample post annealing 2.5㊀发射光谱关于YbʒCNGG 晶体的发射截面σem (λ)计算,本文使用互易法(reciprocity method),用下列公式进行计算㊂624㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷σem (λ)=σαbsZ l Z u exp E zl -hc λkT ()(2)式中:σabs 为吸收截面,h 为普朗克常数,k 为玻耳兹曼常数,c 为光速,λ为波长,T 为实验温度,Z l /Z u 为下㊁上能级的配分函数比,E zl 为零声子线㊂如图5(a)所示,计算得出退火前975nm 处的发射截面为1.28ˑ10-20cm 2,退火后为1.11ˑ10-20cm 2,退火前1031nm 处的发射截面为0.56ˑ10-20cm 2,退火后为0.40ˑ10-20cm 2㊂退火后975㊁1031nm 处的发射截面均低于退火前㊂图5(b)是在980nm 激光激发下得到的发射光谱,发射峰位于1031nm 处,在相同测试条件下,退火后该晶体的发射强度明显低于退火前,这与计算得出的结果相一致,表明YbʒCNGG 晶体在空气中退火后,对其激光性能有不利影响㊂原因是空气中的高温退火可能会对材料的物理和化学性质产生影响,包括晶格结构的变化和缺陷的生成㊂退火过程中晶格结构的变化和缺陷的形成可能对透过谱和发射谱性能产生影响㊂晶格结构变化:高温退火可能引起晶格结构的重新排列㊂在退火过程中,原子或分子在晶体中重新定位以达到更低的能量状态㊂这可能导致晶格略微变化,晶格参数可能发生微小的变化,如晶胞参数㊁晶体取向等㊂这种微小的结构变化可能会影响透过谱和发射谱的特性㊂缺陷的生成:高温退火也可能导致缺陷的生成㊂例如,点缺陷(Ga 3+的挥发)㊁位错或晶界等缺陷的产生㊂这些缺陷可能导致电子状态的变化㊁局部晶格畸变或者在晶体中引入能级㊂这些缺陷可能会影响材料的光学性质,包括透过谱和发射谱㊂图5㊀室温下退火前后YbʒCNGG 晶体样品的发射截面曲线(a)和980nm 激光激发下得到的发射光谱(b)Fig.5㊀Emission cross-section curves (a)and emission spectra at 980nm excitation (b)of YbʒCNGG crystal samples before and post annealing at room temperature2.6㊀增益截面根据上述吸收和发射截面光谱,增益截面σg (λ)可由下式计算:σg (λ)=βσem (λ)-(1-β)σabs (λ)(3)式中:β为激发态离子反转分数㊂图6所示为退火前后的YbʒCNGG 晶体样品在不同β值(0,0.25,0.50,0.75,1.00)下的增益截面曲线㊂如图6(a)所示,在1010~1040nm 处,当布居反转分数达到25%时,增益截面变为正值㊂如此低的反转比例意味着1031nm 波长的YbʒCNGG 激光器将具有较低的泵浦阈值,这表明YbʒCNGG 晶体是1031nm 激光器的理想候选材料㊂在高抽运情况下,增益截面谱也较宽,表现出良好的可协调性㊂而退火后该晶体增益截面曲线如图6(b)所示,并且在布居反转比例达到50%时,在1031nm 附近的增益带宽明显低于退火前,因此理论上通过被动锁模达到最小脉冲也将会受到影响[21],也就是说,在高温下工作会对该晶体超快激光的产生造成不利影响㊂2.7㊀荧光衰减室温下对退火前后的YbʒCNGG 晶体样品进行荧光衰减测试㊂如图7所示,激发波长980nm,监测波长1031nm,采用单指数函数拟合,如公式(4)所示㊂y =A 1e -x t +y 0(4)㊀第4期赵㊀涛等:YbʒCa3(NbGa)5O12晶体的坩埚下降法生长及光学性能研究625㊀式中:A1为前因子,y0为初始强度,t为时间,x㊁y为测试的横纵坐标,对应波长㊁强度㊂通过拟合得到退火前的荧光衰减时间为1.42ms,退火后的荧光衰减时间为1.32ms,观察到退火后Yb3+的寿命减少,表明这种退火在晶体中引入了进一步的缺陷,很可能是由表面Ga3+的挥发造成的,与文献中采用提拉法生长的YbʒCNGG晶体τ=816μs相比较,结果相差很大,可能是该晶体有很强的重吸收,造成直接测量荧光寿命不准确,但是与文献中退火后Yb3+的寿命会减少的结论是一致的[20]㊂图6㊀室温下退火前后YbʒCNGG晶体样品增益截面曲线Fig.6㊀YbʒCNGG crystal samples gain cross-section curves before and post annealing at room temperature图7㊀室温下退火前后YbʒCNGG晶体样品荧光衰减曲线Fig.7㊀YbʒCNGG crystal samples fluorescence decay curves before and post annealing at room temperature3㊀结㊀㊀论采用坩埚下降法,生长出尺寸为ϕ25mmˑ80mm的YbʒCNGG透明单晶,通过XRD粉末衍射,得出了偏析层的主要杂质成分为Ca2Nb2O7㊂通过透过和吸收光谱得出该晶体退火前在935和971nm处有很宽的吸收带宽,分别为47.46和23.47nm,退火后935nm处吸收带宽变窄㊂尽管常规情况下退火有助于提高晶体的均匀性和激光性能,但在本文中通过对YbʒCNGG晶体退火前后晶体发射截面和增益截面的计算,以及发射光谱和荧光衰减的测量,发现采用高温退火可能会引入缺陷并导致激光性能下降㊂这可能暗示着退火温度需要重新评估或者退火周期需要调整以更好地维持晶体性能,后续本团队会继续研究不同退火条件对YbʒCNGG晶体激光性能的影响㊂参考文献[1]㊀于浩海,潘忠奔,张怀金,等.无序激光晶体及其超快激光研究进展[J].人工晶体学报,2021,50(4):648-668+583.YU H H,PAN Z B,ZHANG H J,et al.Development of disordered laser crystals and their ultrafast lasers[J].Journal of Synthetic Crystals, 2021,50(4):648-668+583(in Chinese).[2]㊀KANCHANAVALEERAT E,COCHET-MUCHY D,KOKTA M,et al.Crystal growth of high doped NdʒYAG[J].Optical Materials,2004,26626㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第53卷(4):337-341.[3]㊀PAN H,PAN Z B,CHU H W,et al.GaAs Q-switched NdʒCNGG lasers:operating at4F3/2ң2I11/2and4F3/2ң2I13/2transitions[J].OpticsExpress,2019,27(11):15426-15432.[4]㊀SHI Z B,FANG X,ZHANG H J,et al.Continuous-wave laser operation at1.33μm of NdʒCNGG and NdʒCLNGG crystals[J].Laser PhysicsLetters,2008,5(3):177-180.[5]㊀LI Q N,FENG B H,ZHANG D X,et al.Q-switched935nm NdʒCNGG laser[J].Applied Optics,2009,48(10):1898-1903.[6]㊀XIE G Q,TANG D Y,LUO H,et al.Dual-wavelength synchronously mode-locked NdʒCNGG laser[J].Optics Letters,2008,33(16):1872.[7]㊀SCHMIDT A,GRIEBNER U,ZHANG H J,et al.Passive mode-locking of the YbʒCNGG laser[J].Optics Communications,2010,283(4):567-569.[8]㊀LIU J H,WAN Y,ZHOU Z C,et parative study on the laser performance of two Yb-doped disordered garnet crystals:YbʒCNGG andYbʒCLNGG[J].Applied Physics B,2012,109(2):183-188.[9]㊀SI W,MA Y J,WANG L S,et al.Acousto-optically Q-switched operation of YbʒCNGG disordered crystal laser[J].Chinese Physics Letters,2017,34(12):124201.[10]㊀COYA C,FIERRO J L G,ZALDO C.Thermal reduction of sillenite and eulite single crystals[J].Journal of Physics and Chemistry of Solids,1997,58(9):1461-1467.[11]㊀ZALDO C,MARTIN M J,COYA C,et al.Optical properties of MgNb2O6single crystals:a comparison with LiNbO3[J].Journal of Physics:Condensed Matter,1995,7(11):2249-2257.[12]㊀GARCÍA-CABAES A,SANZ-GARCÍA J A,CABRERA J M,et al.Influence of stoichiometry on defect-related phenomena in LiNbO3[J].Physical Review B,Condensed Matter,1988,37(11):6085-6091.[13]㊀MARTÍN M J,BRAVO D,SOLÉR,et al.Thermal reduction of KTiOPO4single crystals[J].Journal of Applied Physics,1994,76(11):7510-7518.[14]㊀SCHMIDT A,RIVIER S,PETROV V,et al.Continuous-wave tunable and femtosecond mode-locked laser operation of YbʒNaY(MoO4)2[J].JOSA B,2008,25(8):1341-1349.[15]㊀MÉNDEZ-BLAS A,RICO M,VOLKOV V,et al.Optical spectroscopy of Pr3+in M+Bi(XO4)2,M+=Li or Na and X=W or Mo,locallydisordered single crystals[J].Journal of Physics:Condensed Matter,2004,16(12):2139-2160.[16]㊀VOLKOV V,RICO M,MÉNDEZ-BLAS A,et al.Preparation and properties of disordered NaBi(X O4)2,X=W or Mo,crystals doped with rareearths[J].Journal of Physics and Chemistry of Solids,2002,63(1):95-105.[17]㊀SHIMAMURA K,TIMOSHECHKIN M,SASAKI T,et al.Growth and characterization of calcium niobium gallium garnet(CNGG)singlecrystals for laser applications[J].Journal of Crystal Growth,1993,128(1/2/3/4):1021-1024.[18]㊀CASTELLANO-HERNÁNDEZ E,SERRANO M D,JIMÉNEZ RIOBÓO R J,et al.Na modification of lanthanide doped Ca3Nb1.5Ga3.5O12-typelaser garnets:Czochralski crystal growth and characterization[J].Crystal Growth&Design,2016,16(3):1480-1491.[19]㊀VORONKO Y K,SOBOL A A,KARASIK A Y,et al.Calcium niobium gallium and calcium lithium niobium gallium garnets doped with rareearth ions-effective laser media[J].Optical Materials,2002,20(3):197-209.[20]㊀ÁLVAREZ-PÉREZ J O,CANO-TORRES J M,RUIZ A,et al.A roadmap for laser optimization of YbʒCa3(NbGa)5O12-CNGG-type singlecrystal garnets[J].Journal of Materials Chemistry C,2021,9(13):4628-4642.[21]㊀SU L B,XU J,XUE Y H,et al.Low-threshold diode-pumped Yb3+,Na+ʒCaF2self-Q-switched laser[J].Optics Express,2005,13(15):5635-5640.。

激光原理及应用课件—陈鹤鸣第7章激光特性的控制与改善

e TEM00 模： g00ol r1r2 (1 00 ) 1
e TEM
模：
01
g01ol
r1r2 (1 01 ) 1
2022/11/19
激光原理及应用陈鹤鸣赵新彦
激光器以 TEM00
模单模运转
5
横模选择原理
与横模阶数无关的损耗：腔镜透射率，腔内元件吸收、散射损耗等
与横模阶数相关的损耗：衍射损耗
15
纵模选择方法
标准具透过率：
T (
)
(1
(1 R)2
R)2 4R sin2(
2
)
1
1 4R (1 R)2
sin 2 (
2
)
标准具透射峰对应的频率：
m
m
c
2d cos
m q
单纵模输出
2022/11/19
激光原理及应用陈鹤鸣赵新彦
m
osc
16
纵模选择方法
3. 复合腔法
用一个反射干涉系统代替腔的一个端面反射镜，则其组合反射率是频率的函数。
决定横模鉴别能力的因素：
10 00 、 d
2022/11/19
激光原理及应用陈鹤鸣赵新彦
6
10 / 00 值与菲涅耳数N的关系
10 00
随N增加而变大
d
随N增加而减小
2022/11/19
激光原理及应用陈鹤鸣赵新彦
7
横模选择方法
改变谐振腔的结构和参数：气体激光器在一定谐振腔内插入附加选模元件：固体激光器
22
7.2.2 稳频方法
主动稳频技术：
选取一个稳定的参考标准频率，当外界影响使激光频率偏离此特定的标准频率时，鉴别器产生一个正比于偏离量的误差信号，此误差信号经放大后又通过反馈系统回来调节腔长，使激光频率回到标准的参考频率上，达到稳频目的。

【国家自然科学基金】_单频激光器_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

2013年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
科研热词单频非平面钛宝石激光器角锥棱镜环形腔激光器光纤激光器光纤光栅像散补偿 ⅰ类临界相位匹配 yvo4-nd:yvo4复合晶体 lbo晶体 fabry-perot结构
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
53
1
1
2014年科研热词激光器高重频频率调谐脉冲激光器线性波长扫描窄线宽电光效应可调f-p滤波器双折射滤光片单频nd:yag激光器单频光纤激光器推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
科研热词激光器单频环形腔非平面角锥棱镜激光二极管端面抽运单频激光频率调制光谱术非线性光学非平面环形腔键合晶体量子光学蓝光腔内倍频稳频热键合热透镜激光稳频激光技术激光二极管抽运标准具振荡-放大系统强度噪声差频产生外腔谐振倍频噪声抑制吸收线形可调谐激光单频蓝光单频光纤激光器单块结构全固态光通信光纤谐振环光电前馈光栅信号流程图中红外激光 ⅰ类临界相位匹配 lbo晶体

超低噪声单频可调谐光纤激光器

超低噪声单频可调谐光纤激光器陈月娥;王勇【摘要】研制了一款超低噪声单频可调谐高抗振激光器,介绍了它的工作原理和设计方案.该激光器工作波长为1 550 nm,主要由单频激光谐振腔、保偏光纤放大器以及监控反馈光路组成.采用了精密稳定的闭环温控技术,使得激光器的工作温度极其稳定,温度控制分辨率达0.001℃.使用了鉴频部件及配套闭环系统锁定激光器的输出频率和功率,由此不仅保证了波长和功率的稳定性能,而且大大降低了激光器的低频噪声,同时制备的激光器光学膜也有效地提高了激光损伤阈值.与同类激光器的性能相比,设计的光纤激光器可保证功率稳定性优于1％,相对强度噪声优于-130 dBc/Hz;选择不同类型的种子光源谐振腔,激光器的线宽可控制在1～400 kHz.另外,激光器的最大波长调谐范围为3 nm,输出功率可达1W.在频率为1 Hz时,其相位噪声低于10 μrad·Hz-1/2/m OPD;抗振动能力可达到0.1g(g为重力加速度).【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2013(021)005【总页数】6页(P1110-1115)【关键词】保偏光纤激光器;可调谐激光器;低噪声;抗振;单频【作者】陈月娥;王勇【作者单位】燕山大学理学院,河北秦皇岛066004;浙江嘉莱光子技术有限公司,浙江宁波315336;浙江嘉莱光子技术有限公司,浙江宁波315336【正文语种】中文【中图分类】TN248.1;TN2421 引言光纤激光器是光纤通信中最具前途的一种光源。

其中，单频光纤激光器在过去的20年中得到了长足发展，并在分布式传感、相干光通信、雷达等领域有着广泛的应用［1－2］。

在获得单频光纤激光输出的众多方法中，分布布拉格反射方法是较为常用的一种，由该方法获得的单频光纤缴光器具有窄线宽、频率可调、相干长度长以及噪声低等性能。

阵列式及分布式的光纤传感技术通常可以满足各种民用监测的需求，故在桥梁、建筑物、公路和石油化工等领域得到了广泛的应用［3］。

可调谐激光吸收光谱技术tdlas

可调谐激光吸收光谱技术（TDLAS，Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）是一种用于检测和分析气体成分的高分辨率光谱技术。

它的原理基于分子吸收特征和激光的可调谐性，具有高灵敏度和高分辨率的特点，常用于气体分析、环境监测、工业过程控制等领域。

以下是TDLAS技术的关键特点和原理：1. **激光光源**：TDLAS使用可调谐激光器作为光源。

这些激光器可以在特定波长范围内进行调谐，以匹配待测气体的吸收线。

2. **样品室**：待测气体通常通过一个样品室，样品室内包含一个或多个光路，光路中包括激光束的传播路径和检测器。

3. **吸收谱线**：不同气体分子对光的吸收具有特定的谱线，这些谱线对应于分子的能级跃迁。

TDLAS技术选择合适的激光波长，以与待测气体的吸收线匹配。

4. **光强测量**：激光光束穿过样品室，其中的气体分子吸收特定波长的光，使得光强减弱。

在样品室的另一侧，有一个光检测器测量光的强度，用于记录吸收光谱。

5. **数据处理**：通过比较样品室内的光谱和没有气体的基准光谱，可以确定气体的浓度。

数据处理方法通常使用吸收谱线的强度来计算浓度。

TDLAS技术的优点包括：- 高灵敏度：TDLAS可以检测到极低浓度的气体，因此在环境监测和工业过程控制中非常有用。

- 高分辨率：它提供高分辨率的光谱数据，允许精确地分析气体成分。

- 非侵入性：TDLAS不需要物理接触样品，因此适用于对样品不可接触的情况。

- 快速响应：它具有快速响应时间，适用于需要实时监测的应用。

TDLAS技术在气体分析、气候研究、大气科学、化学工程等领域广泛应用，可以提供关键的数据支持和解决实际问题。

超连续光谱光源

超连续光谱光源超连续谱光源在众多科学领域具有广泛而重要的应用，近年来一直是国际研究热点。

此调研回顾了利用连续光激光器和脉冲光激光器抽运光子晶体光纤产生超连续谱广元的形成机制以及近几年来两种机制下高功率超连续谱光源所取得的进展，分析了在提高超连续谱光源输出平均功率过程中所需要克服的难题。

报道了国防科学技术大学通过优化超连续谱光源的整体结构，攻克了低损熔接、光纤端面抗损伤、热处理以及非线性效应的有效控制等关键技术，成功研制出一种全光纤结构、输出平均功率为177.6w的超连续谱光源，光谱范围覆盖1064-2000nm，10db光谱带宽约740nm，光-光转换效率高达56%，功率水平为国际领先。

背景窄带入射脉冲在介质中由于极度的非线性光谱展宽效应而产生的宽带连续谱被称为超连续谱(super continuum)，如图1.1所示。

超连续谱的产生由Alfano和shapiro[1,2]在块状玻璃中发现并首次报道，他们发现当波长为530nm、脉冲能量为5mJ的皮秒脉冲在块状BK7玻璃中传播后，可以获得波长从400到700nm的覆盖整个可见光范围的白光光谱。

之后超连续谱被广泛地研究，包括固体、有机和无机液体、气体以及各种类波导中产生超连续谱。

图1.1 超连续谱光源90年代后期光子晶体光纤形式的新型光波导的产生吸引了科学界广泛的兴趣，引发了一场通过超连续谱的产生来获得超宽带高亮度光谱的革命[3-5]。

1992年彻Russell等人首次提出PCF(Photonic Crystal Fiber ,PCF)的概念，1996年J.C.Knight等人成功拉制出世界上第一根PCF[6],之后对PCF的特性的研究迅速展开。

图1.2是PCF的横截面示意图，灰色区域是二氧化硅，白色区域是空气孔(air holes)，黑色区域是聚合体涂覆层(polymer coating)，d是空气孔的直径，Λ是空气孔的间距。

由图可看出PCF的包层由周期性排列的微米量级空气孔所组成。

RTP晶体光学和电学性能研究

RTP晶体光学和电学性能研究程秀凤;王营;王正平【摘要】磷酸钛氧铷(RbTiOPO4,RTP)晶体是一种新型的、有重要应用前景的电光材料.采用分光光度计、Nd∶YAG锁模激光器、耐压测试仪等设备,对其光学和电学性质进行了全面测试研究,包括透过谱、折射率、消光比、电阻率、电光系数等.测试结果表明:RTP材料具有透过谱宽、吸收损耗小、消光比大、电阻率高、电光系数大、半波电压低等优点,综合性能优异,所得实验数据将为高性能RTP电光调制器件的精确设计和优化提供参考.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2014(040)001【总页数】5页(P9-13)【关键词】RTP晶体;电光晶体;光学性质;电学性质【作者】程秀凤;王营;王正平【作者单位】山东大学晶体材料国家重点实验室,山东济南250100;山东大学晶体材料国家重点实验室,山东济南250100;山东大学晶体材料国家重点实验室,山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】TN304.8;O73;O482.3;O441.2用电光晶体制作的快速光开关、Q开关、光调制器、电光偏转器等器件在现代光电子学和激光技术中有着重要应用。

这些应用提高了激光器的性能，扩大了激光的使用范围，促进了激光技术的发展。

目前在激光技术中广泛应用的电光晶体为单轴晶体磷酸二氘钾（KD*P）和铌酸锂（LN），但两者在电光性能方面都有不少欠缺。

KD*P晶体的半波电压相对较高，易潮解，使用时必须密封在盒子中；LN的最大缺点是光损伤阈值太低，此外存在压电耦合效应导致的寄生振荡，因此不能满足高频调制的需要。

双轴晶体磷酸钛氧钾（KTP）是一种优秀的非线性光学晶体，广泛用于腔内倍频钕离子的1m附近的红外激光，由于它也具有大的电光系数和低的介电常数，所以有人曾把它作为Q开关进行研究，但是高的电导率造成电光性能变差，限制了它在电光器件方面的实用化。

激光、光电子技术应用的发展对电光晶体提出了更高的要求，亟需探索新的、性能更加优异的电光晶体。

激光器系列实验

观察和记录实验现象
观察激光的传输、聚焦、反射等现象，并使用相机或记录仪记录实验结果。
调整反射镜和透镜
根据实验需求，调整反射镜和透镜的位置和角度，以实现所需的光路。
数据处理与分析
对记录的实验数据进行处理和分析，得出实验结论。
实验注意事项
激光安全
激光器发出的光束具有较高的能量，直接照射到眼睛或皮肤上可能造成伤害，务必注意安全。
光路调整
仪器维护
定期检查激光器和光具座的运行状态，确保实验结果的准确性和可靠性。
调整光路时要小心谨慎，避免激光束直接照射到人眼或易燃物品上。
05
实验结果与讨论
实验结果记录与分析
实验结果记录
01
在实验过程中，我们详细记录了激光器的输出功率、光谱特性、
光束质量等验
目录
• 激光器的原理 • 激光器的种类 • 激光器的应用 • 实验操作与注意事项 • 实验结果与讨论 • 参考文献
01
激光器的原理
激光器的定义
• 激光器的定义：激光器是一种能够产生相干光辐射的装置，它利用了原子、分子或离子等物质在特定条件下激发产生的光放大效应。
激光器的产生原理
误差来源
对误差来源进行了详细分析，包括仪器误差、测量方法误差、环境因素误差等。
误差分析
对实验结果进行了误差分析，包括系统误差和随机误差两部分。系统误差主要来源于仪器的不准确性和实验方法的局限性，随机误差则是由环境因素和测量条件的变化引起的。
误差传递
对误差传递进行了分析，探讨了误差对实验结果的影响程度和传递规律。
液体激光器
总结词
利用液体作为增益介质的激光器。
详细描述
液体激光器通常采用有机染料或重金属盐溶液作为增益介质，通过在溶液中注入高能密度的电能或光能，使溶液中的分子或离子发生激发和辐射，形成光的受激发射。常见的液体激光器有染料激光器和金钠（Na）液体激光器等。

【国家自然科学基金】_连续波长_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803

53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
激光技术激光二极管阵列激光二极管抽运溶血作用温度匹配带宽温度深浮雕波长连续调谐波长调制波长光束组合(wbc) 波长光束组合波长优选波分解复用器波分复用油菜水稻穗颈瘟氨气氨堆酸总量最小二乘-支持向量机时控一统计平均方法时域有限差分法无损检测无信息变量消除法掺镱介质激光器掺铒光纤掺yb3+光纤拍频微型可编程闪耀光栅强度噪声应变并行激光直写布拉格光纤光栅差频振荡差频产生小波分析小f数连续浮雕衍射透镜多波长多光谱成像图像检测周期极化铌酸锂吸收线形吸收截面含量测定同步抽运可调谐激光器可调谐光纤激光器变量选择半导体可饱和吸收镜动态诊断判别分析减反膜准相位匹配共振模光谱边带测量

超连续光谱光源

超连续光谱光源超连续谱光源在众多科学领域具有广泛而重要的应用，近年来一直是国际研究热点。

背景窄带入射脉冲在介质中由于极度的非线性光谱展宽效应而产生的宽带连续谱被称为超连续谱(super continuum)，如图1.1所示。

之后超连续谱被广泛地研究，包括固体、有机和无机液体、气体以及各种类波导中产生超连续谱。

1992年彻Russell等人首次提出PCF(Photonic Crystal Fiber ,PCF)的概念，1996年J.C.Knight等人成功拉制出世界上第一根PCF[6],之后对PCF的特性的研究迅速展开。

由图可看出PCF的包层由周期性排列的微米量级空气孔所组成。

【国家自然科学基金】_钛宝石激光器_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731

2014年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2014年科研热词飞秒光脉冲陶瓷激光器钛宝石激光器被动锁模松弛时间弛豫过程动态行为光子能量 ybco tm:yag lcmo 2μ m波长推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
科研热词钛宝石激光器高阶孤子飞秒脉冲遥感辐射定标超连续谱超宽带飞秒脉冲腔色散不共轴稳定性反常色散区参变下转换单频光子晶体光纤像散补偿不确定度 klm钛宝石激光器
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
53 中红外激光 54 cl 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
科研热词推荐指数钛宝石激光器 1 输出功率 1 谐振腔 1 腔内损耗 1 激光器 1 弛豫振荡频率 1 可调谐 1 全固态 1 nd;yag;脉冲钛宝石激光器 1
2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

超连续谱进行多色双光子成像

超连续谱进行多色双光子成像崔权;梁小宝;黄顺;付玲【摘要】生物医学光子学与非线性光纤光学在早期是两门不相干的领域，但是自从基于光纤的连续光谱被发现以来，由于其具有的宽光谱可以实现多种荧光团的同时最优激发，可获取现有钛蓝宝石激光器不可产生的波长，生物医学光子学就开始尝试利用光纤连续光谱技术。

但是由于超连续光谱的低相干性、高噪声、不稳定性等原因，生物医学光子学难以广泛的利用这一技术。

如何基于现有的100-fs 钛蓝宝石激光器产生宽带且可线性压缩的连续光谱仍旧是非线性光纤光学的重要挑战。

为了产生可线性压缩的连续光谱，就必须研究光纤和激光脉冲参数对光纤连续光谱产生的影响，研究如何增强可压缩的非线性效应并抑制导致连续光谱不可压缩的非线性效应，以在光纤中产生宽带且可压缩的连续光谱。

超连续谱的特性将使其在生物医学光子学，尤其是在成像方面发挥巨大的作用，因此具有重要的学术意义和实际应用价值。

%Biophotonics and nonlinear fiber optics have traditionally been two independent fields.Since the discovery of fiber-based supercontinuum generation,biophotonics applications have experienced a large impact from nonlinear fiber optics,primarily because of the access to a wide range of wavelengths and a uniform spatial profile afforded by fiber su-percontinuum.However,biophotonics applications have difficulty in employing supercontinuum generation for reasons such as poor coherence,high noise and insufficient controllability.How to generate a linearly compressed continuum with broadband spectra based on 100-fs Ti:Sapphire oscillators is still a challenge in nonlinear fiber optics.In order to generate a linearly compressed continuum,we must investigate theinfluences of the fiber and laser pulse parameters on fiber continuum generation.Then we can know how to enhance compressible nonlinear effects while suppress incompress- n<br> ible nonlinear effects for linear compressible continuum generation in optical fiber.The characteristics of supercontinuum will play a great role in biomedical photonics,especially in microscopy.【期刊名称】《激光生物学报》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】7页(P1-7)【关键词】非线性光纤光学;超连续谱产生;双光子显微成像【作者】崔权;梁小宝;黄顺;付玲【作者单位】布立顿·强斯生物医学光子学研究中心，武汉国家光电实验室，华中科技大学，湖北武汉 430074;布立顿·强斯生物医学光子学研究中心，武汉国家光电实验室，华中科技大学，湖北武汉 430074;布立顿·强斯生物医学光子学研究中心，武汉国家光电实验室，华中科技大学，湖北武汉 430074;布立顿·强斯生物医学光子学研究中心，武汉国家光电实验室，华中科技大学，湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】O437;O657.3doi：10.3969/j.issn.1007-7146.2015.01.001超连续谱（Supercontinuum，SC）是指超短激光脉冲经过高非线性介质时，由于非线性效应和色散效应的共同作用而使输出光谱展宽的一种物理现象［1］。

新体制军用激光雷达成像技术

新体制军用激光雷达成像技术马超杰,吴　丹(电子工程学院安徽省红外与低温等离子体重点实验室,合肥　230037) 摘　要:激光雷达成像技术广泛地应用于武器、航空、航天等领域,发挥了越来越重要的作用。

本文根据国内外激光雷达技术研究的最新进展,对非扫描激光成像雷达、多光谱激光成像雷达、激光合成孔径雷达、激光相控阵雷达、闪光成像激光雷达等新体制激光雷达分别进行了详细的介绍。

关键词:成像雷达;激光雷达;合成孔径雷达;相控阵雷达中图分类号:T N958.98　文献标识码:B　文章编号:1673-5048(2007)04-0025-05 New I magi n g Ladar Syste m Technology for M ilit ary Appli cati onMA Chao2jie,WU Dan(Key Lab of I nfrared and Low Te mperature Plas ma of Anhui Pr ovince,Hefei Electr onic Engineering I nstitute,Hefei230037,China) Abstract:I m age Ladar technol ogy is used widely in many domains:weapon,aviati on,s paceflight etc,and p lay a more and more i m portant r ole in the war field.Based on the latest research devel opment of Ladar,this paper describes different ne w Ladar syste m s res pectively,such as the non2scanned i m age Ladar,the multi2s pectral i m age Ladar,the phased array Ladar,the synthetic aperture Ladar,flash i m age Ladar. Key words:i m aging radar;laser radar;synthetic aperture radar;phased array radar0　引言激光雷达(Laser Detecti on And Ranging,缩写Ladar)是以激光波束为信息载体的雷达。

中红外差频光源应用于实际大气水汽浓度测量

维普资讯
第ｌ期１
维普资讯
第２卷，１期７第１２０７年１１月０
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖ１７Ｎ．１ｐ２８—１９ｏ．，ｏ１，ｐ１６８２２
Ｎｏｅｅ，２０ｖｍｂｒ０７
ＳｅｔｏｃｐｎｐｃｒｌＡｎｌｓｓｐｃｒｓｏｙａｄＳｅｔａａｙｉ
２０３３０１
２０３３０１
摘
要
基于非线性光学效应，采用差频发生技术（ｉｅｅｃｒｑｅｃｅｅａｉ）准相位匹配技术Ｄｆｒｎｅｆｅｕｎｙｇｎｒｔｎ和ｆｏ
（ａｉｈｓｔｈｎ）Ｑｕｓｐａｅｍａｃｉ，在周期性极化的铌酸锂晶体（ＰＮ） — ｇＰＬ中产生了中红外的可调谐激光源。浦光是一泵个功率为１Ｗ、调谐范围在７０到８０ＤＩ间的连续可调谐钛宝石激光器。号光是一个功率为１Ｗ、单７７Ｉ之Ｔ信频连续的Ｎｄ：ＡＧ激光器。当晶体的光栅周期为２．温度调谐范围内在室温到２０℃之间时，能够产Ｙ０ｐｍ、０生２８．ｍ附近的、功率约为１ｗ的差频光源。基于这个光源，～２采用直接吸收光谱方法测量了实验室大
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（）２式是传统的相位匹配条件；其中，ｎ是不同波长的光在晶
体中的折射率，代表的是波矢的失配。当时一０，就满

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