基于紧凑型Nd∶YAG/PPMgLN模组的561 nm基模激光器

本文提出了一种非线性晶体的切角方法,通过切去谐振腔中掺氧化镁周期极化铌酸锂(PPMgLN)晶体输出端面的一角,改变输出端面的激光模式分布,从而实现了稳定的561 nm黄光激光的基模输出。利用有限差分本征模法,仿真出各种切角方案输出端面的激光模式分布,讨论其输出基模的原理,并通过实验测出各方案输出功率随泵浦功率的变化曲线。结果表明,当抽运功率为4.8 W时,实现了最高121 mW的基模输出,光-光转换效率为2.6%,中心波长为560.95 nm,半峰全宽为0.92 nm,3 h内波动性小于1.91%。与已报道的实验结果对比,该实验结果具有更小的结构尺寸,为紧凑型基模激光器提供重要参考。

宽波段连续调谐全固态CW PPMgLN光学参量振荡器

利用半导体激光泵浦输出1064 nm波长的全固态连续Nd:YVO4激光器作为泵浦源,采用周期调谐和温度调谐组合调谐技术,对基于掺氧化镁周期性极化铌酸锂晶体(MgO:LiNbO3,PPMgLN)准相位匹配(QPM)的全固态连续波(CW)光学参量振荡器(OPO)宽波段无分立连续调谐输出特性进行研究。实验采用连续工作模式和外腔结构,基于多周期PPMgLN晶体的30.2,30.4和30.6μm周期,在改变晶体的极化周期的基础上,同时在30～100℃范围内调节晶体工作温度。实验结果表明:CW PPMgLN OPO的泵浦阈值仅为0.22W;不同极化周期需要的温度调谐范围不同;信号光在1 559.8～1 597.2 nm近红外波段和闲频光在3187.3～3 347.3 nm中红外波段连续调谐输出。实现了外腔式全固态CW OPO在信号光和闲频光波段的无分立连续调谐输出。

宽调谐高效率声光调Q Nd∶YVO_4/PPMgLN光学参量产生器

利用声光调Q的Nd∶YVO4激光器作为泵浦源,在室温下,实现了PPMgLN晶体准相位匹配光参量输出。光参量阈值仅为0.5 W(20 kHz,75 ns);在泵浦光2.25 W(20 kHz,52 ns),PPMgLN极化周期31.4μm时,获得了426.1 mW 3.03μm中红外脉冲激光输出;同时获得646.7 mW1.64μm信号光输出,总光光转化效率达到47.6%。并且通过改变晶体的极化周期,实现了闲频光3.03～4.49μm,信号光1.40～1.64μm宽带可调谐输出。

内腔中红外低阈值PPMgLN光学参量振荡器

在理论上对内腔连续单谐振光学参量振荡器(ICSRO)的运转特性进行了简要的分析,并在实验采用LD泵浦的连续Nd∶YVO4激光器作为泵浦源,实现了PPMgLN晶体准相位匹配,获得了低阈值高效率ICSRO。光学参量器的阈值仅为3.1 W(808 nm);在泵浦光5 W时,获得了370 mW连续中红外激光输出,540 mW信号光输出,总的光光转化效率达到18.2%。

基于PPMgLN晶体低阈值宽调谐红外光参量振荡研究

对基于多周期极化掺镁铌酸锂晶体（PPMgLN）的信号光单谐振准相位匹配光学参量振荡器（QPM—OPO）进行了实验研究．以输出波长为1．064μm的声光调Q Nd：YAG固体激光器作为基频泵浦源对周期为29—31．5μm的多周期掺镁（5mol％）铌酸锂极化光栅进行了光学参量振荡温度、周期调谐实验，光参量振荡阈值功率仅为45mW（重复频率1kHz）．通过温度调谐（20～180℃）与周期调谐（29．0—31．0μm）相结合，实现了调谐范围为1445～1685nm的信号光稳定输出。

低阈值高效率中红外可调谐连续波PPMgLN光学参量振荡器(英文)

报道了一种基于周期性极化晶体PPMgLN、连续波、线性外腔结构、宽带可调谐单谐振光学参量振荡器。泵浦源采用LDA端面泵浦的Nd:YVO4连续波1.064μm激光器,并通过优化泵浦光与信号光的模式匹配,获得了低阈值、高效率的中红外激光输出。光参量振荡阈值仅为1.09W,是目前采用外腔结构所报道的最低值。在泵浦功率4.55W时,可以获得最大功率为346.8mW、波长为3.202μm激光输出,中红外光的光光转化效率达到了7.6%。并通过改变PPMgLN晶体的极化周期,可以实现中红外2.98～4.19μm宽带可调谐激光输出。此中红外激光器结构简单紧凑,可以室温运行。

中红外宽调谐连续Nd:YVO_4/PPMgLN光学参量振荡器研究

采用连续Nd:YVO_4激光器作为泵浦源,在室温下实现了PPMgLN晶体准相位匹配,获得了连续内腔光学参量振荡。获得的光参量阈值仅为3W(808nm);在泵浦光功率为5 W、PPMgLN极化周期为31.5μm时,获得了365 mW、2.95μm的中红外连续激光输出和312 mW、1.66μm信号光输出,总光光转换效率达到13.3%。通过改变晶体周期,实现了2.95～4.16μm闲频光和1.43～1.66μm信号光的宽带可调谐输出。此连续中红外光参量振荡器结构简单紧凑,效率高,将是未来产生3～5μm中红外激光光源的重要方法之一。

低阈值温度调谐PPMgLN红外光参量振荡

研究了温度调谐下周期极化镁掺杂铌酸锂晶体的红外光参量振荡特性。采用外电场短脉冲极化技术，在大小为7．0mm×50．0mm×1．0mm的Z切高镁掺杂（摩尔分数0．05）铌酸锂上制备出了准相位匹配光学微结构器件，极化周期为30．0μm。以输出波长为1064nm的声光调QNd：YAG固体激光器作为基频泵浦光开展了光参量振荡研究。实验表明：泵浦该PPMgLN晶体，实现了室温下低阈值红外光参量振荡产生，阈值功率仅为45mW（重复频率1kHz）。在泵浦输入功率为225mw时，有36mW信号光输出，转换效率达到16．0％，通过调谐晶体温度（20—180℃），获得了调谐范围为1503—1550nm波段的OPO信号光，实现了低阈值可调谐红外光的稳定输出。

基于PPMgLN晶体的高功率可调谐中红外光学参量振荡器

报道了一种基于周期极化掺氧化镁铌酸锂（MgO-doped Lithium Niobate,PPMgLN）晶体的高效可调谐中红外光学参量振荡器（Optical Parametric Oscillator,OPO）。采用自行设计的激光二极管（Laser Diode,LD）双端泵浦Nd：YVO_4声光调Q激光器作为OPO的泵浦源来泵浦PPMgLN晶体,实现了准相位匹配（Quasi-Phase Matching,QPM）单谐振中红外激光输出。当泵浦功率为14.37 W时,获得了平均功率为2.39 W的闲频光输出,其转换效率为16.63%。通过调节PPMgLN晶体的极化周期,可以实现闲频光在3.41~3.97μm内的波长调谐。

PPMgLN腔外倍频绿光激光器研究进展

通过倍频技术产生的绿光激光器具有性能稳定、效率高、结构简单紧凑的优点,在舞台表演、水下通信、生物医疗、激光显示、3D全息显示等领域有着广泛应用。与内腔结构相比,腔外倍频结构简单、偏振性好、易调节,尤其是对于单频半导体激光器、光纤激光器、以及随机激光器和超辐射脉冲激光器,高效率腔外倍频技术仍然是获得绿激光最佳的选择。本文综述了PPMgLN腔外倍频绿激光器的各种类型、性能以及发展现状。

11.2W中红外3.8μm激光器

报道了采用1064nm激光抽运PPMgLN晶体准相位匹配技术实现3.8μm激光输出的实验结果。抽运源为二极管激光连续抽运Nd:YAG晶体声光调Q1μm激光器,PPMgLN晶体(MgO掺杂浓度5mol%)单谐振光参量振荡技术采用e→e+e相位匹配,消除了光束之间的走离效应,利用了PPMgLN晶体的最大非线性系数d33(27.4pm/V)。在1064nm激光抽运功率94W,声光Q开关工作频率8kHz的条件下,获得了平均功率11.2W,波长3.84μm激光输出,光-光转换斜率效率14.5%,对应闲频波长1.47μm激光输出功率约28W。3.8μm激光水平方向和垂直方向光束质量M2因子分别为2.01和5.78。

高功率中红外3.8μm激光器

采用1.06μm激光泵浦准相位匹配周期极化铌酸锂(PPMgLN)晶体光参量振荡器,实现高功率高效率高重复频率3.84μm中红外激光输出。泵浦源为椭圆光斑1.06μm激光,PPMgLN晶体MgO摩尔分数为5%,光参量振荡器为外腔单谐振结构,采用e→e+e相位匹配,利用了PPMgLN晶体的最大非线性系数。在1.06μm激光功率为73 W,声光Q开关工作频率为7.5 kHz的条件下,获得平均功率8.3 W,波长3.84μm激光输出,光-光转换斜率效率14.1%,水平和垂直方向光束质量平方因子分别为1.94,4.57。

周期极化掺镁铌酸锂晶体光参变产生研究

为了获得1.5μm波段可调谐红外光输出,采用短脉冲电场极化法,在1mm厚的掺镁(摩尔分数为0.05)铌酸锂晶体上成功制备了周期为29μm的极化光栅。利用声光调QNd∶YVO4固体激光器直接抽运PPMgLN晶体,开展了OPG光学转换研究工作。在输入3W的抽运光时,得到信号光输出功率为44mW,转换效率1.5%。并通过调谐晶体温度(45℃~160℃),获得了调谐范围1.4538μm^1.4750μm的信号光输出。实现了可调谐红外光的输出,验证了晶体周期结构的均匀性。

中红外光参量产生器的寄生振荡问题

寄生振荡是影响光学参量产生器的转换效率、参量光输出稳定性以及参量光光束质量的关键因素.而且随光斑分布和非线性效应,寄生振荡现象很难消除.文章重点对比了中红外光参量振荡器和光参量放大器两种不同器件中的寄生振荡问题,以及其对器件输出功率和输出激光光束质量的影响.研究表明:在PPMgLN晶体中,高阶准相位匹配是产生寄生振荡的重要原因.

基于准相位匹配PPLN黄绿激光器的研究进展

560~600 nm黄绿色激光是共焦显微镜、流式细胞术、皮肤和牙科医疗、皮肤美容、精密光谱学、大气激光雷达、激光多普勒测速和其他生物成像设备的理想光源,它也是激光治疗复杂眼科疾病和癌症的最佳光源。非线性频率变换技术(和频与倍频)是获得高效、稳定、紧凑黄绿光激光器是一种有效可行的方法。本文综述了基于准相位匹配PPLN、PPMgLN晶体的黄绿激光器各个类型、输出参数、性能以及发展趋势。

62W高效率PPMgLN光参量振荡红外激光器

报道了采用1064 nm激光抽运掺MgO周期极化LiNbO3(PPMgLN)晶体准相位匹配(QPM)技术实现高效率红外激光输出的实验结果,理论计算了PPMgLN晶体准相位匹配温度调谐曲线。抽运源为激光二极管连续(CW)抽运Nd∶YAG晶体声光调Q1μm激光器,PPMgLN晶体(MgO摩尔分数为5%)单谐振光参量振荡技术采用e→e+e相位匹配,消除了光束之间的走离效应和利用了PPMgLN晶体的最大非线性系数d33(27.4 pm/V)。在1064 nm激光抽运功率104 W,声光Q开关工作频率7 kHz和PPMgLN晶体工作温度110℃条件下,获得了平均功率62.7 W红外激光输出,斜率效率71.7%,其中中红外波长3.84μm激光输出功率16.7 W,近红外波长1.47μm激光输出功率46 W。

外腔全固态连续波PPMgLN光学参量振荡器与受激拉曼散射

利用1064nm波长的全固态连续Nd:YVO4激光器作为抽运源,采用周期调谐技术,对PPMgLN晶体准相位匹配的全固态连续波光学参量振荡器(CW OPO)宽波段连续调谐输出特性和伴随输出的受激拉曼(Raman)散射进行研究。实验在多周期PPMgLN晶体的基础上,采用连续工作模式、单谐振和外腔结构。实验结果表明,全固态CW OPO实现了信号光在1435.9～1670.2nm近红外波段和闲频光在4185.0～2970.4nm中红外波段连续调谐输出;在30.5μm周期处,抽运功率达到11.79W时,获得最大总输出功率4.29W,光光转换效率达到36.4%;在28.5、30.0、30.5μm处同时有受激Raman散射光伴随输出;增加Raman散射的损耗,可以提高CW OPO闲频光的输出功率,在3451nm处获得最大输出功率1.98 W,光光转换效率达到16.8%。实现了外腔式全固态CWPPMgLN OPO在信号光和闲频光波段的高功率连续调谐输出,伴随输出的Raman散射对CW OPO的闲频光有重要影响。

基于PPMgLN的中红外全固态可调谐光学参量振荡器

采用Nd∶YVO4固体激光器的1064 nm波长作为抽运源,在室温下实现了PPMgLN晶体准相位匹配的光学参量振荡器(OPO)输出。在连续工作模式下,OPO的抽运阈值为1.1 W,并在8.75 W的1064 nm连续抽运下获得了905 mW的3.2μm闲频光输出;在主动调Q的工作模式下,由平均功率为6.6 W的1064 nm脉冲激光抽运,获得了1.13 W的中红外波段闲频光输出,光-光转换效率达到17%。采用平均功率为1.15 W的Cr∶YAG被动调Q的1064 nm脉冲激光抽运,获得了125 mW的中红外脉冲激光输出。通过改变晶体的极化周期,实现了闲频光3.13～4.20μm中红外宽带可调谐的连续和脉冲激光输出,并在主动调Q脉冲激光作为抽运光源时,测量了相应OPO的分立输出光谱、波长调谐间隔和光谱带宽。

PPMgLN用于光参量振荡实现低阈值2μm激光

报道了使用MgO掺杂摩尔分数为5%的周期性极化铌酸锂晶体(PPMgLN)的高重复频率、低阈值的2μm激光器。理论计算了1.064μm激光抽运PPMgLN时,极化周期与温度的对应关系。实验对比了双极化周期PPMgLN晶体(极化周期分别为32.2μm和32μm)的转换效率。重点对转换效率较高的极化周期(32μm)进行了振荡阈值的实验分析。在满足转换效率不低于40%的前提下,实现了振荡阈值为0.046MW/cm2、近简并波长(信号光波长2.05μm、闲频光波长2.236μm)的激光输出。

1064nm激光抽运PPMgLN光参量振荡高效率2.7μm激光器

报道了采用1064 nm激光抽运PPMgLN晶体准相位匹配(QPM)技术实现高效率2.7μm激光输出的实验结果,理论计算了PPMgLN晶体准相位匹配周期调谐曲线,得出PPMgLN晶体周期为31.3μm时可获得中红外波长2.7μm激光输出。PPMgLN晶体(MgO掺杂摩尔分数为5%)单谐振光参量振荡(OPO)技术采用e→e+e相位匹配,消除了光束之间的走离效应并利用了PPMgLN晶体的最大非线性系数d33(27.4 pm/V)。在1064 nm激光抽运功率为26 W,声光Q开关工作频率为7 kHz的条件下,获得平均功率为4.7 W,波长为2.72μm激光输出,斜率效率超过21%,对应闲频光波长1.75 μm激光输出功率约9 W。2.7 μm激光水平方向和垂直方向光束质量M2因子分别为2.05和1.84。