LD端面泵浦Tm:SrF_(2)电光调Q激光器

高掺杂浓度的Tm^(3+)增益介质能通过交叉弛豫过程提高激光器的量子效率,但同时也会增加能量上转换带来的损耗,从而限制激光器效率的进一步提升。对Tm:SrF_(2)晶体的荧光特性以及激光性能展开研究。在激光二极管(LD)端面泵浦下,实现最大功率2.99 W的自由运转输出,激光器的泵浦阈值为0.89 W,中心波长1851 nm,斜效率高达82.1%。采用KTP电光调Q开关演示了Tm:SrF_(2)激光器的电光调Q输出特性。在500 Hz重复频率下,获得了1.02 mJ的最大单脉冲能量,泵浦阈值为2.01 W,最短脉冲宽度为45 ns,对应峰值功率为22.67 kW。实验结果表明,基于LD泵浦的Tm:SrF_(2)激光器具有非常高的效率,有望成为中红外光学参量振荡器(OPO)和光学参量放大器(OPA)的理想泵浦源。

LD端面泵浦固体激光谐振腔的研究

为了对激光谐振腔体进行优化设计,采用ABCD光学传输矩阵理论,计算得到具有普适性的三镜折叠腔内高斯模式束腰的解析解.对一典型平平热透镜腔进行计算分析,结果表明:在针对其进行优化设计的泵浦范围内,腔体稳定性很好,激光光斑半径基本不随泵浦功率变化而波动.实验中以808nm尾纤输出的激光二极管端面泵浦Nd:YAG晶体产生连续1064nm激光,激光输出结果与理论模型值能够较好地相符.

LD端面泵浦Nd∶YAG激光器中的热透镜焦距

采用热透镜焦距的理论计算与实验测量相比较的研究方法,得到一种端泵固体激光器出激光时的在线测量方法.通过建立热透镜等效腔模型以及腔型分析求解得出腔内光束束腰半径,用刀口法测出DPL腔外的远场发散角,根据发散角与透镜变换前后的束腰关系,得出LD端面泵浦Nd∶YAG激光器中的热透镜焦距.结果表明,通过上述方法所得结果与理论计算的热透镜焦距吻合,证实此方法准确、可行.

一种能补偿热效应的高功率端面泵浦Nd∶YVO_4激光谐振腔的设计

针对激光二极管端面泵浦的Nd∶YVO4 全固态激光器 ,提出了一种利用双晶体 ,对Nd∶YVO4 的热效应进行补偿的方案 ,同时该方案又能提高最大输出功率 ,避免由于插入附加光学元件所导致的损耗 。

脉冲激光二极管端面泵浦Nd:YAG棒时变温度场

在脉冲激光二极管(LD)泵浦的激光晶体中存在升降温的时变过程,为解决脉冲LD端面泵浦的激光晶体产生的热效应问题,基于热传导方程,采用特征函数法和常数变异法得到了脉冲超高斯光束端面泵浦Nd:YAG棒的时变温度场的一般解析表达式。同时定量分析了单脉冲和重复脉冲端面泵浦Nd:YAG棒的时变温度规律。研究结果表明,重复脉冲端面泵浦Nd:YAG棒时,棒内温度随时间呈锯齿状变化,经过一段时间后最终呈稳定的周期性分布;棒内温度也随泵浦脉冲束腰半径的减小和占空比的增大而增大;脉宽越宽时,棒内温度的波动幅度也越大。研究方法和所得结果还可以应用到激光系统的其他时变热问题的研究中,对解决激光系统的热问题具有理论指导作用。

高功率半导体激光端面泵浦方形掺Nd^(3+)离子激光晶体热形变研究(英文)

为了解决高功率半导体激光器端面泵浦激光晶体引起的热效应问题,激光晶体泵浦端面的热形变必须进行准确的计算·通过对于全固态激光器中激光晶体的工作特点分析,建立了矩形截面激光晶体热分析模型·基于热传导方程,提出了泊松方程的一种新解,并获得了矩形截面激光晶体端面热形变分布的一般解析表达式·同时讨论了半导体激光器偏心泵浦激光晶体给端面热形变带来的影响·与有限元分析方法以及其他数值分析方法相比,解析分析方法不会给计算引入任何的误差·热形变的解析分析为解决激光晶体的热效应问题以及提高激光器的性能提供了理论的依据·

LD端面泵浦的高重频Nd:YAG激光器的热效应研究

在LD端面泵浦的高重频Nd:YAG激光器的光泵浦过程中产生的热效应是影响激光输出特性和系统综合性能的重要因素。从热传导方程入手,利用有限元法求得激光晶体中温度稳态分布的数值解,同时对其热透镜效应进行了计算分析,在此基础上运用传播圆—变换圆的图解分析法进行热稳腔的分离参数设计以补偿热透镜效应。该研究为进一步优化激光器设计,提高激光输出的稳定性奠定了基础。

干涉条纹法测量LD端面泵浦Nd∶YAG热透镜焦距

研究了端面泵浦Nd∶YAG晶体热透镜效应,提出了一种新的测量热透镜的方法 干涉条纹法,并通过理论估算与用此方法所测的热透镜焦距相比较,表明此方法所测热透镜焦距随着泵浦光功率的增大二者越来越吻合,验证了该方法的可靠性 该方法解决了端泵Nd∶YAG时,由温度梯度,热应力双折射和端面形变所引起的总的热透镜焦距难以测量的问题.

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 。

激光二极管端面泵浦Yb∶YAG薄片激光器的热效应

通过激光二极管端面泵浦Yb∶YAG薄片工作特点分析,建立了符合实际情况的热模型.热模型考虑了介质薄片具有端面绝热、周边恒温冷却、后端面镀膜达到充分利用泵浦光能量等特点.分析并建构了Poisson方程新的求解方法,得出了Yb∶YAG薄片内部温度场以及泵浦端面热形变场的一般解析表达式.理论研究结果表明:若激光二极管泵浦功率为20W、耦合到薄片泵浦面的泵浦光高斯半径为250μm时,长度3mm、半径1.5mm的5.0at.%Yd:YAG薄片泵浦端面的最高温升为44.5℃,最大热形变量为0.83μm.

LD端面泵浦Nd:YVO_4激光器热管理结构的研究

基于一种LD端面泵浦Nd:YVO4激光器,设计了一种热沉结合外部风扇散热的风冷式热管理结构,并利用有限元分析方法对Nd:YVO4晶体的温度场进行了数值模拟,分析了环境温度及界面热阻变化对晶体热致效应的影响。模拟结果表明,晶体泵浦区的温度梯度约为17℃,当环境温度升高时,所设计的冷却方案仍能满足系统的散热需求。在此基础上,介绍了一种高效率、小型化风冷调Q激光器的实验装置和实验结果,在泵浦功率为30W时,获得了连续输出功率为14.2W的1064nm基模激光输出,同时,在10kHz重复频率声光调Q下,得到6.53W的准连续基模激光输出。总体光-光转换效率达47.3%,输出激光功率稳定性高,尤其适合工业加工集成应用。

大口径高功率激光二极管阵列端面泵浦技术研究

采用大口径、高功率激光二极管阵列的大型全固化二极管泵浦激光系统能够产生高功率、大能量、高重复频率和高光束质量的激光。为了实现对介质的高效泵浦,将空心透镜导管应用于大口径高功率激光二极管阵列耦合系统。基于3维光线追迹的数值计算方法,编制了LD纵向泵浦耦合系统模拟软件,对空心透镜导管进行模拟与设计,将发光面积超过100 cm2、功率达48 kW的二极管阵列发出的泵浦光,耦合到面积仅4cm2 的Nd:YLF中,在系统耦合效率超过70%的同时,增益介质表面泵浦场具有良好的均匀性。

LD端面泵浦Nd:YLF激光放大器研究

描述了对高功率 LD端面泵浦 Nd:YLF激光放大器的研究。放大器的耦合结构采用微透镜对泵浦光进行准直 ,透镜导管 ( lensduct)对其汇聚 ,耦合效率达 72 .2 %。用该放大器构成的振荡器的斜效率为 35 .9%。该激光放大器的口径为 1 0 mm,在 1 0 5 3nm处具有 2 .6

高效LD端面泵浦CW Cr:LiSAF激光器的实验研究

在优化准直聚焦系统的基础上，对ＬＤ端面泵浦Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ的连续运转进行了实验研究，从掺杂浓度为５．５％的Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ晶体获得最大输出功率４１ｍＷ，斜效率２１％，中心波长８５７ｎｍ；借助ＣＣＤ测量系统，研究了ＬＤ输出光在泵浦系统中的演化，测量了不同腔型输出激光的光斑，分析了模式匹配对激光输出特性的影响。

LD端面泵浦Yb∶YAG/LBO 525nm绿光激光器

报道了一种激光二极管(LD)端面泵浦10at%掺杂Yb∶YAG薄片激光晶体(4mm×1mm)、Ⅰ类临界相位匹配LBO、腔内倍频525nm全固态绿光激光器。采用平凹腔结构,在LD泵浦功率为1.43W时,获得了最高功率为22.3mW的525nm的基模连续激光输出,光-光转换效率为1.5%,光斑椭圆度为0.99。腔内倍频激光器的倍频光输出功率受腔内基频光光子数密度等的影响,最后也对此作了讨论。

激光二极管端面泵浦多段复合板条激光器热效应

针对激光二极管端面泵浦的多段渐变浓度复合板条激光增益介质,提出了两种选取掺杂浓度的方法,并分别计算了多段渐变浓度复合板条增益介质的热量、温度及应力分布.结果表明,与单一掺杂浓度板条增益介质相比,采用多段渐变浓度复合增益介质可显著降低增益介质内部的温度梯度及最大热应力,从而提高了激光器整体的损伤极限泵浦功率,有利于激光器的功率升级.

基于水、风混合型冷却系统的LD端面泵浦全固态连续绿光激光器

为了简化激光器冷却系统,减小体积,降低成本,设计出一种基于水、风混合型的冷却系统,具有水冷和风冷的优点,可以实现稳定的绿光激光输出。采用结构简单、紧凑的平-凹腔设计,其端镜为平面镜,输出镜为凹面镜,曲率半径R=1 m,腔长L=165 mm,获得较稳定的单端泵浦Nd∶YVO4腔内倍频KTP连续绿光激光输出。当晶体吸收的泵浦功率为24.3 W时,532nm激光功率达到4.2 W,光-光转换效率达到17.2%。在绿光输出功率为3 W的情况下,观测到的变化范围在2.5%左右,温度变化范围在0.1°左右。实验结果表明,该冷却系统能够较好地转移晶体热效应产生的热量,实现转化效率较高的绿光输出,有利于实现高功率激光器的微型化。

高功率端面泵浦Nd∶YVO_4/LBO绿光激光器的研究

为了减少单端高功率泵浦造成的增益介质吸收不均匀性,采用双端泵浦折叠腔结构.折叠腔的模参数调整灵活以及腔内有效空间大,腔内倍频可以降低阈值,提高了全固态激光器对于泵浦光的利用率.对端面泵浦钒酸钇与三硼酸锂构成的四镜Z型腔结构进行了理论研究,分析了Z型折叠腔产生像散的各种因素,合理地优化了腔的各个参数关系,并且在实践中采用三硼酸锂晶体Ⅰ类角度调节相位匹配,在抽运光功率为25W时,成功地获得了3 3W的稳定绿光输出,光-光转换效率达到了14 3%.

LDA端面泵浦声光调Q Yb：YAG1．03μm激光器

在国内首次报道了LDA端面泵浦1.03μm Yb∶YAG声光调Q激光器。由于Yb∶YAG晶体为准三能级结构,再吸收损耗大,振荡阈值高,因此采用大功率LDA进行端面泵浦,并采用半导体制冷器(TEC)进行有效温控和制冷。利用声光调制器主动调QYb∶YAG室温下实现了1.03μm脉冲激光输出。实验结果表明:在泵浦电流30A,重复频率20kHz时,获得最大平均功率670mW;在泵浦电流25A,重复频率1.22kHz时,获得最窄脉宽53.9ns;在泵浦电流30A,重复频率1.22kHz时,获得最大峰值功率5.74kW和最大单脉冲能量371μJ。

LD端面泵浦掺Nd晶体的热透镜焦距

采用He-Ne光直接测量的方法,在不同的泵浦功率下,对不同掺Nd晶体的热透镜焦距进行了测量,并对测量结果分析和讨论,为LD端面泵浦掺Nd晶体固体激光器的实验研究提供了数据参考。