LD抽运355nm连续紫外激光器

报道了一台LD端面抽运Nd:YVO4晶体的内腔三次谐波转换的全固态连续紫外激光器。在谐振腔内,1064nm的基频波经Ⅱ类相位匹配KTP晶体进行二倍频产生532nm波长激光,二者再经Ⅰ类相位匹配LBO晶体进行和频获得355nm紫外激光输出。在Nd:YVO4晶体的外端镀1064nm/532nm双波长高反膜作为输入镜,其与输出镜构成平-凹腔结构,并考虑到Nd:YVO4晶体所产生的热透镜效应,对腔长进行了详细的分析计算。当LD抽运功率为3W时,获得4.2mW连续运转的355nm紫外激光。

全固态355nm连续紫外激光器的优化设计

通过优化腔型设计,实现了LD端面抽运Nd:YVO4腔内三次谐波转换全固态连续355 nm紫外激光器高效率输出。选用平-凹腔结构并考虑到Nd:YVO4晶体的热透镜效应、模式匹配、倍频晶体位相匹配等因素对输出功率的影响,对谐振腔长进行了详细的分析计算。在激光谐振腔内,1 064 nm的基频波经KTP晶体倍频产生532 nm激光,二者再经LBO晶体和频获得了355 nm紫外激光。当LD抽运功率为3 W时,355 nm连续紫外激光输出功率达6.4 mW。与折叠腔进行比较,发现在小功率抽运情况下,直腔结构紧凑、易于调节、输出功率较大。

基于基频放大的紫外皮秒355 nm输出效率提升系统

在腔外和频获得紫外355 nm皮秒激光输出的过程中,和频晶体的长度是影响转换效率的重要因素.和频过程的激光输入参数和晶体吸收系数都会影响和频晶体的最适长度选取.目前缺乏对于腔外和频产生紫外355 nm激光过程中输入激光光子数配比以及晶体吸收对于和频晶体最适长度影响的研究.本文基于三波耦合方程进行了理论推导和数值模拟,讨论了不同入射条件下最高和频效率的稳态解,分析了不同光子数配比以及LiB3O5晶体吸收对于最适和频晶体长度的影响,提出了放大基频光同时缩短晶体长度并提高转换效率的方案.在该方案中,将1064 nm皮秒基频光在倍频产生532 nm二次谐波后进行分离放大,再与532 nm倍频光在LiB3O5晶体内进行和频,从而产生紫外355 nm皮秒激光输出.模拟结果表明,通过基频放大改变和频过程中的光子数配比,可以缩短取得最高转换效率的和频晶体最适长度,同时减少和频晶体对于355 nm激光的吸收和走离影响,输出功率较传统方案提升40%以上,从而获得了高效率紫外355 nm皮秒激光输出.

紧凑型激光二极管端面抽运Nd:YVO_4内腔三倍频355nm紫外激光器

报道了一台激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO_4晶体,利用两块LBO晶体进行内腔二倍频和二倍频,实现了高效率、高峰值功率355 nm激光准连续输出的紧凑型全固态紫外激光器。激光腔采用简单平平直腔,腔长仅108 mm。当注入抽运功率6.76 W,重复频率20 kHz时,355 nm激光输出平均功率最高达245 mW,相应的光光转换效率为3.62%,脉冲宽度为8.0 ns,脉冲峰值功率为1.52 kW,输出功率短期不稳定性小于4.2%,光束质量良好。通过采用内腔倍频技术和设计合理的腔结构,整台激光器结构紧凑,体积小巧,便携性强,适合于中小功率紫外激光的输出,有利于进一步拓宽紫外激光器的应用领域。

基于Nd∶YAG/Cr∶YAG复合晶体的全固态紫外激光器

被动调Q产生1064 nm脉冲激光在腔外聚焦后入射到KTP中,产生532 nm的倍频光,再通过LBO和频产生355 nm激光。当抽运功率为3.4 W时,基频光调Q输出平均功率为350 mW,峰值功率达3.5 kW。腔外二倍频532 nm绿光输出平均功率为110 mW,用Ⅰ类相位匹配LBO晶体和频获得36 mW的355 nm的紫外激光输出,三倍频效率（1064-355 nm）达到10.2%。由于Cr∶YAG晶体达到饱和吸收后,会呈现出各向异性的特征,对基频光的偏振状态有很大影响。实验中必须合理放置复合晶体,使基频光的偏振状态为近似线偏振以提高转换效率。

用于全固态355 nm紫外激光器的三波长高反膜

为了提高激光损伤阈值,采用离子束辅助电子束成膜的方法制备具有355,532,1064 nm三个波长的高反膜。首先使用Lambda950型分光光度计对薄膜样品的光谱性能进行测试,然后验证不同的基底材料及不同的基底清洗工艺对薄膜激光损伤阈值的影响,最后在不同的工作真空度下对薄膜的弱吸收能力和激光损伤阈值等进行较为系统的研究,分析薄膜的弱吸收能力与激光损伤阈值之间的联系。结果表明,三个波长下的反射率均满足全固态355 nm紫外激光器所要求的光学性能指标,当工作真空度增加到一定程度时,薄膜的激光损伤阈值与弱吸收值不再是对应的关系,而是存在一个最佳值,说明该高反膜可以用于全固态355 nm激光器中的反射镜。

915 nm激光二极管端面泵浦的高稳定性全固态355 nm紫外激光器

报道了一种利用中心波长为915 nm的激光二极管(LD)泵浦的中心波长为355 nm的高稳定性全固态紫外激光器。在该激光器中,将中心波长为915 nm,线宽为5.3 nm的LD作为泵浦源,端面泵浦Nd∶YVO_(4)晶体,并将两块LBO晶体分别作为二倍频和三倍频晶体。采用V型平凸非稳腔结构和声光调Q方式,获得了稳定运行的中心波长为355 nm的全固态紫外激光器。当重复频率为30 kHz,泵浦功率为45 W时,紫外激光器的输出功率为3.7 W,脉冲宽度约为13 ns,光光转换效率约为8.2%,光束质量因子M^(2)小于1.2且在6 h运行时间内,输出功率稳定性(峰峰值)小于4.5%。

高效高功率腔内三倍频紫外激光器

报道了一台高效高功率的腔内三倍频355 nm紫外激光器。倍频与和频均采用II类相位匹配方式。选择谐波的偏振方向以提高1064 nm基频光到355 nm三倍频光的转换效率。在一个简单的线性谐振腔中,采用一个激光二极管侧面抽运的Nd∶YAG的模块,双声光Q开关进行调制,以两块LBO晶体分别作为倍频晶体与和频晶体。在10 k Hz重复频率下,当抽运光功率约为623 W时,获得最大输出功率为51.5 W的355 nm激光,脉冲宽度为36.5 ns,光-光转换效率大于8%。测得x与y方向的光束质量因子分别为M2x=10.89,M2y=12.32。