高能量脉冲Tm:YAG激光器研究

报道了适合于医疗应用的高能量脉冲激光二极管(LD)泵浦Tm:YAG激光器,通过理论模拟和试验研究了脉冲Tm:YAG激光器振荡运转和输出特性,结果显示:Tm:YAG激光器在脉冲泵浦状态下产生剧烈的驰豫振荡,可输出高峰值功率子脉冲,用适当重复频率泵浦时,多脉冲泵浦反转粒子的叠加效应可显著提高单脉冲输出能量,低频脉冲运转时,激光器阈值高,不利于激光器输出。实验中在重复频率120 Hz、脉宽600μs情况下,输出最大激光能量476 mJ,光光效率26.4%;在泵浦平均功率300 W时,得到68.2 W的平均功率输出,光光效率22.7%。此高能量脉冲2μm激光输出实验,为激光医疗应用提供参考。

2.94μm室温连续Er:YAG激光器的研制

研制了一种结构简单的LD端面泵浦2.94μm Er:YAG连续激光器。该激光器采用双端键合YAG端帽方式降低了晶体的端面温度。泵浦源采用小芯径的输出光纤和非球面镜耦合系统,减小了小泵浦光斑在晶体中的发散速度,并提高了泵浦均匀性。当泵浦光波长为969.7 nm时,Er:YAG晶体前段对泵浦光的吸收较弱,因此激光器增益介质前端热聚集效应得到了缓解。通过热像仪在实验中对键合和非键合Er:YAG晶体端面温度进行观测对比,并使用COMSOL软件对激光器热分布进行了模拟分析,证明了上述措施对减小高掺杂Er:YAG晶体热效应的有效性。最终成功实现了155 mW的2.94μm连续激光输出。另外还观测到激光器输出波长随泵浦功率增加的红移现象并对其在能级跃迁层面进行了理论解释。

热透镜效应补偿的高功率Nd:YAG激光器的优化设计

为了获得高功率、高光束质量的1064nm激光,采用凹透镜作为补偿透镜来补偿激光棒的热透镜效应。对补偿透镜的选取进行理论分析,并使用所设计的包含补偿透镜的平平谐振腔Nd∶YAG激光器进行了实验验证。在实验中,使用焦距为250mm的凹透镜、透过率为30%的输出耦合镜,获得了55W的高功率、高光束质量的1064nm激光输出。结果表明,此项研究对高功率、高光束质量激光器谐振腔的设计是有帮助的。

Nd∶YAG激光器热效应的计算模拟及实验研究

对Nd :YAG激光棒的热透镜效应、应力双折射、退偏效应采用自编软件进行计算模拟 。

Er∶YAG激光器及其应用研究

概述了 Er∶ YAG晶体的光谱特性 ,在此基础上设计研制了 2套激光装置 ,单灯单椭圆和双灯双椭圆聚光腔及电源 ,比较了两者的优缺点。针对 2 .94μm铒离子激光上能级粒子寿命短、下能级粒子寿命长的特点 ,设计改进了激光电源 ;一般固体激光电源放电脉宽较宽 ,泵浦 Er∶ YAG效率不高 ,改进后的电源较大地压缩了氙灯放电脉冲宽度 ,提高了激光输出效率。在单灯单椭圆装置中 ,在电压 1.7k V时 ,获得激光输出 1.0 8J,斜率效率 7.2 7‰。还阐述了 2 .94μm激光与生物组织作用特点 ,如吸收率高、作用浅 ,不产生血凝等 ,开展了激光验血采样应用研究 。

Nd^(3+)掺杂浓度对无水冷Nd:YAG激光器输出特性的影响

无水冷Nd:YAG激光器采用一种双拱形激光二极管阵列对双棒串接的Nd:YAG进行同心泵浦,将双拱形激光二极管面阵发出的光作高斯光束处理,利用高斯光束通过光学系统的变换规律,借助计算机模拟,研究了钕离子掺杂浓度对LD泵浦的无水冷Nd:YAG激光器的荧光分布、激光建立时间、输出能量及脉宽等输出特性的影响。搭建双半环形LDA侧面泵浦的低频无水冷电光调Q Nd:YAG激光器的实验平台,对Nd3+掺杂浓度分别为1%、0.8%、0.6%的激光晶体进行实验测试,给出了LD泵浦的无水冷Nd:YAG激光器的Nd3+掺杂浓度与激光建立时间、输出能量、脉宽等参量的定量关系曲线,实验结果与理论分析结果基本相符。

Tm:YAG激光器晶体热效应数值模拟

对采用晶体棒端部辅热方法实现低温工作的Tm:YAG激光器,建立了晶体棒热效应理论模型,采用有限差分法对晶体棒温度场、应力场及光学畸变进行模拟计算.模拟结果表明:辅热设计可显著减小晶体最大应力,减小应力损坏;端部辅热使得温度和应力分布复杂,引起折射率分布多变,但变化值小,说明端部辅热对光线在晶体内的传播影响微小;辅热区域结构紧凑,且对激光器封装产生的影响较小.

LD端面泵浦Nd∶YAG激光器热效应研究

考虑晶体特性参量如热导率、热折射率梯度以及热膨胀系数等随温度变化的影响 ,通过求解热流方程给出了 L D纵向泵浦 Nd∶ YAG激光器激光介质的热透镜和热负荷比测量的表达式 ,分析了影响热负荷比测量的因素 ,对以前报道的热负荷比实验测量值与理论值存在的差别给予解释 。

1318.8nm/1338nm同时振荡双波长Nd∶YAG激光器

通过双波长激光理论计算激光振荡的阈值条件,抑制强线 1064nm振荡,成功实现了1318. 8nm/1338nmNd∶YAG同时双波长激光准连续输出,当抽运功率为 2015W时,双波长激光总平均输出功率为 101W,电 光转换效率为 5. 01%,斜率效率为 7. 05%,激光输出功率不稳定度≤±5%。双波长激光中心波长分别在 1318. 8nm、1338. 2nm处,谱线宽度 (FWHM)分别为 0. 407nm、0. 376nm。

LD泵浦的Yb∶YAG激光器最新进展

简要介绍了Yb∶YAG晶体的激光特性 ,重点介绍了LD泵浦的Yb∶YAG激光器在几个国际著名的研究机构的最新进展 。

LD抽运高功率连续1319nm Nd:YAG激光器的研究

报道了一台LD侧面泵浦的 13 19nmNd :YAG激光器 ,理论分析了激光器的振荡阈值和最佳透过率 ,并在腔长 15cm ,泵浦电流 2 3A ,耦合输出镜透过率为 8%的条件下 ,获得 13 19nm最大连续输出 85W。

LD泵浦Nd:YVO_4/Cr:YAG激光器的被动调Q锁模

报道了实验中发现的可饱和吸收被动调Q晶体Cr:YAG的调Q锁模现象,在插入不同透过率的Cr:YAG片以及注入不同的泵浦电流时,得到了不同的调Q锁模输出波形,并对这一现象作了初步的讨论,总结出一些规律。

LD泵浦Nd∶YAG/Cr∶YAG激光器偏振特性的研究

实验发现由各向同性晶体构成的Nd∶YAG/Cr∶YAG被动调Q激光器发射时 ,激光束具有明显的偏振特性 ,并且偏振特性强烈地依赖着LD的偏振泵浦方向。

两种典型双棒串接Nd∶YAG激光器谐振腔的分析

采用矩阵光学的方法对两种典型双棒串接Nd∶YAG激光器谐振腔进行了研究 ,分析了两种腔型的稳定区间和热焦距 f的关系 ,并推导出两种腔型的模体积计算公式 .在 f =0 .1 6m和 f =0 .5 0m两种情况下绘出了两种腔型的模体积与稳定区间的关系图 .结果表明 :谐振腔内棒的位置直接影响了腔的稳定范围和模体积 ,对两种典型谐振腔来说 ,等间距腔的稳定范围和模体积要大得多 ,在输入功率相同时 。

高功率高光束质量脉冲Nd:YAG激光器

以实现高功率、高光束质量的脉冲激光输出为目的,对非对称平-凹谐振腔的结构进行了理论分析。设计出了高功率、高光束质量非对称放置的平-凹谐振腔、双氙灯泵浦的脉冲Nd:YAG激光器。当占空比为9%时,实现输出激光平均功率近480 W,光束参数积优于12.7 mm.mrad,电光转化效率近4%,与理论分析吻合,可用芯径300μm的光纤传输,不稳定性优于±1%。加工实验证明有较好的质量:切割材料为不锈钢,厚度为3 mm时、切割速度为0.6 m/min和厚度为1.5 mm、切割速度为1.2 m/min时,两种情况下所得切缝宽度均为250μm,且切割上下沿光滑。

用表面态型半导体可饱和吸收镜实现Yb∶YAG激光器被动调Q锁模

制作了一种新型的半导体可饱和吸收镜———表面态型半导体可饱和吸收镜 用表面态型半导体可饱和吸收镜作为被动锁模吸收体实现了半导体端面泵浦Yb∶YAG激光器被动调Q锁模 在泵浦功率仅有 1.4W的情况下 ,获得了调Q锁模脉冲序列 ,锁模平均输出功率 1mW ,锁模脉冲重复频率 2 0

波长1319nm连续Nd:YAG激光器的研究

使用连续Nd :YAG输出 13 19nm激光器 ,分析了波长 13 19nm激光的辐射跃迁能级 ,论述了抑制 10 64nm激光的生成从而提高 13 19nm激光输出等关键技术 ,研究了光学镜片的镀膜参数与腔型结构 ,实现 13 19nm激光连续输出最高功率 43W。

LD侧面泵浦Nd∶YAG激光器的热效应研究

对激光二极管侧面泵浦Nd∶YAG激光器的热效应进行了分析。由热传导方程得出YAG晶体内的温度分布 ,分析了激光介质中的热应力和热应力双折射 ,并得到YAG的热焦距及激光束腰和远场发散角随泵浦功率的变化图形。

自锁模Cr^(4+)∶YAG激光器的色散补偿研究

从棱镜对补偿色散的原理出发 ,介绍了Cr4 +∶YAG锁模激光器中色散补偿的特点 ,发现熔融石英作为色散补偿元件 ,不仅可以完全补偿二阶色散 ,而且三阶色散也得到了一定的补偿 ,并得到了脉冲宽度最小为 6 5fs ,中心波长为 15 2 0nm ,重复频率为 12

调Q脉冲紫外光Nd:YAG激光器的研究

研制了一种大能量紫外光脉冲Nd：YAG激光器。由漫反射聚光腔、VRM非稳腔、电光调Q输出高光束质量基频激光；采用Ⅱ类KTP晶体倍频与Ⅱ类LBO晶体混频，获得紫外355nm激光输出；单脉冲能量达140mJ，光束发散角1．5mrad，1064～355nm光一光转换效率达22．2％，重复频率5Hz，脉宽9．7ns，光束直径6．5mm。