实验研究了主动调Q掺镱光纤激光器(YDFL)中放大自发辐射(ASE)对调Q脉冲形成和演化的影响。结果表明,尾纤型声光调制器(AOM)打开过快和掺镜光纤(YDF)增益瞬态特性间的综合相互作用结果,使得注入至腔内的初始宽带ASE形成功率波动,并在腔内循环放大,导致输出脉冲呈多峰结构;而注入的宽带ASE因功率过高会导致YDF的增益自饱和效应,制约高增益的获取,使激光器难以获得调Q激光脉冲,输出脉冲主要为调Q的ASE脉冲;通过引入光纤布拉格光栅(FBG),可以有效抑制YDF中因ASE产生的增益饱和效应,YDF工作在高增益状态,有利于获得低阈值、窄脉宽和高峰值功率的调Q激光脉冲。引入FBG后,在160 mW抽运时,实验测得的调Q激光脉冲峰值功率和脉宽分别为40.7 W和30 ns。

采用三级主振荡功率放大(MOPA)结构,建立了一台平均输出功率30 W的皮秒脉冲掺镱光纤激光器。其输出尾纤芯径为30 μm,输出激光脉宽约20 ps,重复频率为59.8 MHz,光束质量因子M2小于1.5。将该高功率脉冲激光耦合到芯径7 μm的国产光子晶体光纤(PCF)中,实现了近3 W的超连续谱输出。为了增加耦合效率并避免光纤端面损伤,在皮秒激光源与光子晶体光纤之间加上一段芯径15 μm的过渡光纤,得到的输出超连续谱具有很好的平坦性。-10 dB谱宽超过1100 nm(其中1064 nm处残留的激光峰除外),超出所用光谱仪600-1700 nm的观测范围。输出光斑为一带有六角形彩色包络的白色基模光斑。

研究了将分别应用在连续波DF/HF化学激光器增益发生器上的气膜冷却方式和在燃烧室中的两步燃烧方式相结合的方式,这可通过转移部分主稀释剂至主喷管收缩段注入来实现。通过数值模拟方法对该应用下光腔内流场进行分析,结果显示谱线小信号增益系数有小幅增大,但两步燃烧方式较高的燃烧效率没有显著体现,且高温气流对燃烧室提出更高要求。通过增加氧化剂过量系数可降低燃烧室总温,且增益系数有所增大。

研制成横向磁场中全内腔单模1.52μmHe—Ne激光器.提出了一种在锁定情况下,激光频率沿最佳S曲线连续调谐的方法.采用这种方法,激光频率在较宽范围内调谐,均达到较高频率稳定性.适于作单模光纤通讯的相干光源.

本文在理论上研究了由于外部光反馈引起的半导体激光器的相位噪声.理论分析是通过引入一个反馈耦合率K和线性化速率方程,导出了半导体激光器相位噪声功率谱密度的表达式.这表明相位噪声功率谱密度随外腔长度而周期性地漂移,且功率谱密度的峰值随外部反馈耦合率而发生很大的变化.

为了对宽可调谐微环耦合半导体激光器进行理论研究，提出了一种新型半导体激光器动态理论模型对其动态特性进行仿真分析。激光器的有源区采用传统的时域行波法进行模拟,由于调谐带宽大于40 nm，需要考虑增益谱线型，而无源区则先利用频域模型计算其频谱特性，再利用有限冲击响应数字滤波器转化到时域与有源区进行连接。通过仿真分析得出，微环的耦合系数对激光器的大信号调制具有十分重要的影响。低耦合系数可以获得极窄的线宽但是激光器大信号直接调制能力也会随之急剧劣化。仿真结果还显示出该类型激光器可以进行高速大范围波长调谐。

提出了一种基于多波长光纤激光器的可调谐的带通微波光子滤波器。它以可调谐多波长光纤激光器作为光源，将相位调制器和色散器件相结合，通过在普通单模光纤中相位调制到强度调制的转换效应消除了低频谐振峰实现了带通微波光子滤波器。利用双折射光纤环镜输出谱中的一个窗口对多波长激光信号频谱进行加窗处理，使微波光子滤波器的边瓣抑制比提高了约11 dB。通过调节多波长光纤激光器中的偏振控制器可以使输出多波长激光信号的相邻波长间隔得到调节，从而结合普通单模光纤的色散延时作用可以使微波光子滤波器的通带中心频率在7.66 GHz范围内调谐。

在已有理论基础之上，采用严格的计算方法对激光器实现太赫兹(THz)波的辐射进行了可能性分析。利用传递矩阵法，通过Matlab软件计算了基于AlGaN/GaN材料体系的三能级量子级联激光器导带子能级与电子波函数的分布，详细分析了由该材料特有的极化效应所产生的极化场，得出了在近共振条件下偶极跃迁元、外加电场、垒层Al组分及导带子能级能级差之间的关系，并研究了它们对激光器性能的影响。分析结果表明，实现受激辐射的条件非常严格，Al组分取0.15或0.16时较为适宜，同时外加电场需大于63 kV/cm，但不能过大，这样才能满足近共振条件，实现粒子数反转达到太赫兹量子级联激射。在Al组分为0.15，外加电

采用射频磁控溅射和热退火处理技术制备SiNx/Si/SiNx多层薄膜，测试了纳米硅晶粒平均尺寸、光学带隙和薄膜对1064 nm激光的非线性吸收系数。建立SiNx/Si/SiNx多层薄膜被动调Q的Nd:YVO4双波长激光器速率方程，得到双波长调Q脉冲的数值模拟结果。在激光二极管(LD)端面抽运的三镜复合腔Nd:YVO4激光器中，SiNx/Si/SiNx多层薄膜作为可饱和吸收体同时实现了双波长激光被动调Q，获得20 ns的1064 nm激光脉冲和19 ns的1342 nm激光脉冲输出。研究表明，薄膜对1064 nm和对1342 nm的双光子饱和吸收是双波长激光被动调Q的直接原因；激光器两个支腔输出损耗的差别和薄膜对两个波长的非线性吸收系数的相对值影响了双波长脉冲的宽度和时间间隔。

报道了一种由宽带光纤环形镜(FLM)作为腔反射元件的法布里珀罗腔掺磷光纤拉曼激光器(RFL)，并与使用窄带光纤布拉格光栅(FBG)作为高反镜的腔结构进行了对比研究。研究结果表明，使用宽带FLM替代FBG仍可实现掺磷RFL的窄带激光输出，并且可有效避免拉曼激光从高反镜端的泄漏。在相同的输出镜反射率情况下，使用FLM作为高反镜比使用FBG作为高反镜具有更低的振荡阈值和更高的光光转换效率。当抽运功率为9.45 W时，拉曼激光(1.24 μm)输出功率为4.31 W，激光器斜效率和光光转换效率分别为57.9%和45.6%。