双波长泵浦含有Er^(3+)∶NaYF_(4)纳米晶氟氧化物微晶玻璃的上转换发光性能

高效的光调制能够显著提高光转换效率和调节光响应速率,在光电子学领域中表现出巨大的应用潜力。然而,光子之间的弱相互作用对操纵光子‐光子相互作用造成了巨大的障碍。本文采用850 nm和1550 nm激光同时激发含有Er^(3+)∶NaYF_(4)纳米晶体的氧氟化物微晶玻璃,可以实现绿色上转换荧光的快‐慢光调制。与两束单波长激发的发光强度之和相比,双波长同时激发的绿色上转换发光强度明显提高了一个数量级。值得注意的是,绿色上转换发光快‐慢响应速率依赖于双波长激发的泵浦策略,显示出高达4倍的快‐慢响应差异。研究表明,双波长激发绿色上转换发光的快‐慢光调制在新型的全光开关中具有广阔的应用前景。

双波长泵浦铯原子窄线宽激光的理论研究

为了进一步优化铯原子1469.9 nm激光的线宽,提出利用455.5 nm和1360.6 nm激光共同泵浦铯原子的方案.研究了铯原子能级布居几率随455.5 nm和1360.6 nm激光拉比频率的变化,模拟了455.5 nm和1360.6 nm泵浦光作用下,1469.9 nm激光线宽随腔损率、输出激光功率的变化.计算结果表明,相比只用455.5 nm激光泵浦,布居几率提高很多.

双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究

传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的1.06μm激光脉冲输出方法。基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4 mm的最佳面心距。数值分析了相同泵浦功率下-40~60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。计算结果表明在-37℃~60℃范围内,阈值脉宽都在200μs以下,阈值脉宽最低点达到了29.4μs。构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35~60℃时,阈值脉宽变化范围为40~180μs。采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积83.5 mm×44 mm×29.5 mm,重量约为230 g。在23.8%初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42 mJ,脉冲宽度5.2 ns。

GSA和ESA双波长泵浦2.3μm波段Tm:YAP激光器

Tm^(3+)离子^(3)F_(4)能级的粒子数捕获效应是影响2.3μm掺铥激光器高效运转的重要因素。报道了基态吸收(GSA,^(3)H_(6)→^(3)H_(4))和激发态吸收(ESA,^(3)F_(4)→^(3)H_(4))双波长泵浦2.3μm波段Tm∶YAP激光器。使用785 nm(GSA)和1470 nm(ESA)双波长泵浦方案能够精准减少^(3)F_(4)能级的粒子数,有效增加^(3)H_(4)能级粒子数布居。在双波长泵浦沿a轴切割的Tm∶YAP晶体中,使用透过率T=1.5%的输出镜,2274 nm和2383 nm双波长激光最大输出功率为2.28 W,相比于单波长泵浦方案提高了65.2%。使用T=2.8%输出镜,2383 nm激光的最大输出功率为942 mW,较单波长泵浦方案提高了84.3%。通过采用特殊镀膜的输出镜,进一步实现了2446 nm激光运转,最大输出功率为1.62 W,较单波长泵浦下的激光输出功率提高了48.6%。实验结果表明,GSA和ESA双波长泵浦方案为实现2.3μm掺铥激光器获得更高的输出功率提供了一种有效技术手段。

3.5μm双波长泵浦Er:ZBLAN光纤激光器数值模拟

数值模拟975nm和1975nm双波长泵浦3.5μm Er:ZBLAN光纤激光器。计算给出激光功率和粒子数密度随时间和位置的二维分布,计算结果与实验报道吻合较好。模拟双波长泵浦3.5μm Er:ZBLAN光纤激光器实现稳定连续激光振荡的整个过程,计算分析泵浦功率、1975nm泵浦光重叠因子、输出镜反射率、离子间相互作用等参数对3.5μm激光功率的影响,分析ESA2产生显著影响的条件。数值模拟对深入理解双波长泵浦3.5μm Er:ZBLAN光纤激光器的动力学过程和优化激光器设计有一定指导意义。

双波长蓝光LD抽运Pr:YLF晶体倍频261 nm紫外激光器

利用不同波长的蓝光激光二极管,采用不同方式抽运掺镨氟化钇锂(Pr:YLF)晶体,利用I类相位匹配的偏硼酸钡(BBO)为倍频晶体,腔内倍频产生中心波长为261.37 nm连续紫外激光器。采用V型折叠腔结构,利用两支不同波长的蓝光激光二极管(444 nm和469 nm)单独泵浦晶体,经过优化,将两支蓝光激光二极管合光后作为抽运源,增大泵浦功率的同时,保留了Pr:YLF晶体对其高的偏振吸收效率。Pr:YLF晶体的长度为5 mm,掺杂浓度为0.5%,在抽运光功率为2800 m W时获得了最大输出功率245 m W的连续紫外261.37 nm激光器,光光转换效率约为8.75%。

S波段TDFA泵浦方式的比较

随着光纤通信技术的发展，对于S波段（1450-1520nm）光放大的需求日渐升高，而Tm^＋3的能级结构中存在满足S波段光放大的能级跃迁，因此掺铥光纤放大器（TDFA）是S波段最具潜力的激光放大器件，对于光纤通信系统的通信窗口向S波段拓展具有十分重要的意义和价值．由于Tm^＋3的能级结构非常丰富并且拥有自身的特点，因此TDFA的泵浦波长有着众多的选择，其中一些泵浦方式拥有巨大的商业实用价值．

3.5μm Er:ZBLAN光纤激光器及放大器数值仿真

本文利用双波长泵浦(DWP)技术建立了3.5μm Er∶ZBALN光纤激光器及光纤放大器的理论模型。研究了光纤不同参数下激光器及放大器的能级粒子数动力学行为及沿光纤长度上光功率分布特征,计算分析了光纤长度、输出端反射率、铒离子掺杂浓度对于3.5μm激光功率的影响。研究结果显示了光纤长度、输出端反射率存在的最佳范围,高掺杂铒离子浓度光纤相对于低掺杂仅需要较低的976 nm泵浦功率即可实现有效的3.5μm激光输出,且高掺杂浓度下的交叉驰豫过程能阻止猝灭行为,模拟实现了3.5μm光纤激光的高效放大。数值模拟结果对3.5μm激光振荡器及高功率放大的参数设计具有指导意义。

An LD-pumped dual-wavelength actively Q-switched Nd:Sc_(0.2)Y_(0.8)SiO_5 laser

We demonstrate a laser-diode （LD） pumped actively Q-switched laser with Nd：Sc0.2Y0.5SiO5 （Nd：SYSO） crystal for the first time. A stable actively Q-switched laser is obtained at dual wavelengths of 1 075.2 nm and 1 078.2 nm. The maximum average output power of 720 mW is obtained at the repetition rate of 15 kHz under the pump power of 8.7 W. The minimum pulse width of 58 ns is obtained at the repetition rate of 5 kHz under the pump power of 8.7 W, corresponding to the peak power of 1.9 kW and the pulse energy of 112 μJ.