Q-switched and Mode-locked Characteristics of Cr^(4+)∶YAG Crystal

The passively Q-switched and mode-locked（QML） characteristics in a diode-pumped Nd∶GdVO4 laser with Cr4+∶YAG saturable absorbers have been demonstrated. A maximum average output power of 710mW has been obtained in the QML laser. The maximum energy of a single Q-switched pulse is 52.5μJ, with the corresponding pulse width of 30ns and the peak power of 1.75kW, at the incident pump power of 7.75W. The repetition rates of the Q-switched envelope and the mode-locked laser pulse are 16.7kHz and 680MHz, respectively.

基于YAG/Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合晶体的被动调Q亚纳秒激光器

全固态被动调Q激光器有光束质量好、脉冲宽度窄、结构紧凑等特点,在雷达探测、工业制造等领域具有广泛应用前景。对YAG/Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合晶体被动调Q激光器的输出特性进行了理论和实验研究,在泵浦光中心波长为808 nm、光斑直径为230μm、泵浦功率为6.72 W的泵浦条件下,获得了平均功率1.41 W、脉宽736 ps,重复频率8.46 kHz的调Q激光输出。进一步研究表明,随着泵浦光焦点远离Nd:YAG端面,激光光斑的对称性下降;且泵浦光焦点离Nd:YAG端面的距离沿晶体轴向增大时,激光阈值呈上升趋势。

Nd:GdTaO_(4)/Cr^(4+):YAG键合晶体调Q激光器脉冲输出特性理论研究

根据激光速率方程,对Nd: GdTaO_(4)/Cr^(4+):YAG键合晶体调Q激光器的脉冲输出特性进行了理论研究。系统分析了1.06μm波长附近可饱和吸收体Cr^(4+):YAG的初始透过率和激光谐振腔输出镜的反射率对调Q激光器的脉冲重复频率和脉冲宽度的影响。在初始透过率T0一定时,研究了不同反射率的输出腔镜与调Q激光脉冲宽度的关系,当R=0.7时,脉宽达到了0.24 ns。同时理论模拟了输出镜反射率为固定值时,激光器输出特性与初始透过率T0之间的变化关系。研究发现,随着初始透过率增大,脉冲宽度有下降趋势,在T0=0.76获得0.264 ns的脉冲宽度,但是,输出脉冲的重复频率逐渐增大。研究结果表明,可饱和吸收体初始透过率和输出镜反射率对Nd: GdTaO_(4)/Cr^(4+):YAG调Q激光器输出脉冲的影响程度不同,选择合适的T0和R可以输出理想的激光脉冲。

可饱和吸收体Cr∶YAG做被动调Q元件时的选模作用

研究了可饱和吸收体 Cr∶ YAG做被动调 Q元件时所表现出的选模作用 .理论分析和实验表明 :Cr∶ YAG晶体的“动态光阑”效果确保了激光器的基横模输出 ;而不同纵模形成振荡的难易差别也为脉冲单纵模的实现提供了条件 .

Cr^(4+),Nd^(3+)∶YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

以高纯α-Al2O3、Y2O3、Nd2O3和Cr2O3粉体为原料,CaO为电荷补偿剂,正硅酸乙酯(TEOS)为烧结助剂,采用固相反应法和真空烧结技术成功制备了高质量的Cr4+,Nd3+∶YAG透明陶瓷。研究了其在室温下的吸收光谱和发射光谱性质,0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808nm处的吸收截面为4.27×10-20cm2,1064nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20cm2和206μs。由Cr4+,Nd3+∶YAG透明陶瓷的吸收和发射光谱计算出的吸收和发射截面,进一步估算了材料的激光性能参数,并对其激光性能进行理论预测。Cr,Nd∶YAG透明陶瓷很可能是一种具有潜力的自调Q激光材料。

Cr∶YAG被动调Q全固态激光器可控运转方法研究

研究了矩形波电流驱动LD激励下的Cr∶YAG被动调Q全固态激光器的可控运转包括通过改变矩形波电流的直流预激励电流、峰值电流、占空比和重复频率条件下调Q激光器表现出来的单脉冲发射、单频脉冲发射和多脉冲发射等。

Cr^(4+):YAG被动调Q腔外三倍频紫外激光器

理论上分析了影响腔外三倍频输出效率的各因素,并对Cr4+∶YAG小信号透过率、输出镜透过率、聚焦透镜焦距、非线性晶体尺寸的优化选取以及各元件的合理放置进行了讨论。在最大抽运功率为17W的情况下,获得了336mW的355nm准连续紫外激光输出,重复频率为28kHz,脉宽12ns,单脉冲能量为12μJ,峰值功率为1kW,总的光-光转换效率为2%。

Cr^(4+):YAG被动Q开关的Nd:YAG激光器

本文以Ｃｒ４＋：ＹＡＧ作可饱和吸收材料，研究了高效率的灯泵单脉冲被动Ｑ开关Ｎｄ：ＹＡＧ激光，单脉冲Ｑ开关的输出为５０～７０ｍＪ，Ｑ开关效率为４６％～５２％，总效率为０７５％～０９７％，脉冲宽度（ＦＷＨＭ）为６～７ｎｓ。

激光器件Cr^(4+):YAG调Q技术的研究

讨论了Cr4+∶YAG调Q主动被动调Q技术在军用激光器上的应用。分析了Cr4+∶YAG调Q激光器的参量方程和优化参数值。该技术具有结构简单,可靠性好,抗电磁干扰,对调试无高要求等优点,但也存在效率低、频率精度差、易产生子脉冲现象等缺点。

LD抽运Cr^(4+)∶YAG高重复率被动调QNd∶YVO_4激光器

采用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体,实现连续激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YVO4激光器的高重复率被动调Q·在注入抽运功率为8.8W时,得到重复频率23.8kHz、平均功率1.21W的调Q脉冲序列;每个脉冲能量为51μJ、脉宽为25ns、峰值功率达到2.03kW·实验上研究了脉冲重复频率、平均输出功率、脉冲宽度、单脉冲能量与抽运功率、输出镜透过率的关系·实验结果表明,当抽运功率较大时,脉冲重复频率和输出平均功率随着抽运功率的增加而减小,对此进行了合理的理论解释·

新型Q开关晶体Cr^(4+):YAG的生长和被动调Q研究

本工作采用二价Ca离子作为电荷补偿离子由提拉法生长出了具有高光学质量的调Q开关晶体Cr4+:YAG。所生长的晶体在空气中退火(1450℃)50小时后,晶体的颜色明显加深。吸收光谱测量表明晶体中的Cr4+离子浓度得到显著提高。在闪光灯泵浦的Nd:YAG激光器上对不同透过率、退火后的Cr4+:YAG晶体进行了被动调Q实验。结果表明所生长出的Cr4+:YAG晶体对Nd:YAG激光器具有很好的调Q作用。

钛宝石泵浦Cr,Nd:YAG微片的自调Q激光特性

用连续的钛宝石激光泵浦１ｍｍ厚的 Ｃｒ４＋，Ｎｄ３＋：ＹＡＧ晶体微片获得了１．０６４μｍ的自调Ｑ激光输出．输出的激光调Ｑ脉冲非常稳定，泵浦的阈值功率为３０ｍＷ，脉冲宽度为１００ｎｓ，随着泵浦功率的变化，脉冲宽度保持不变，而重复率则在变化．斜率效率随着输出耦合镜透过率的变化而变化。当输出耦合率为５％时，斜率效率高达２０％．这一研究有助于进一步发展激光二极管泵浦的全固化的自调Ｑ微片激光器．

LD泵浦Nd∶YVO_4/Cr∶YAG被动调Q绿光激光器

报道了一种 LD近贴泵浦、KTP晶体腔内倍频的 Nd∶ YVO4/Cr∶ YAG结构高重复频率被动调 Q绿光激光器。在注入泵浦功率为 75 0 m W时 ,得到平均功率 86m W、脉冲宽度2 6.6ns、重复频率 79.2 k Hz、峰值功率 41 .1 W的被动调

LDA泵浦Cr^(4+):YAG被动调QNd:YAG激光器实验研究

采用300W准连续激光二极管阵列LDA端面泵浦Nd:YAG晶体,微柱透镜和透镜导管耦合,Cr4+:YAG可饱和吸收体被动调Q,实现调Q脉冲输出,激光腔长4.5cm,Cr4+:YAG晶体初始透过率Tcr=73.2%,泵浦能量63.48mJ,输出单脉冲激光,脉冲宽度10ns,单脉冲能量3.42mJ,输出脉冲被调制并产生明显尾脉冲现象,分析了原因,说明调制脉冲是由于空间电磁辐射干扰,Cr4+:YAG晶体的慢恢复可饱和吸收特性导致尾脉冲产生。

Cr,Nd∶YAG晶体获得自调Q单纵模激光输出

用钛宝石激光器泵浦单块Cr4 +,Nd3+∶YAG晶体获得了 1.0 64μm的自调Q激光输出。激光输出的模式是稳定的单纵模 ,泵浦的阈值功率为 90mW ,脉冲宽度 (FWHM)为 12ns ,斜率效率高达 2 2 %。这种把激光增益介质和可饱和吸收体结合到一起的自调Q激光晶体的研究将有利于固体激光器的全固化。

DPSS单频自调Q946nmNd^(3+),Cr^(4+)∶YAG微片激光器

报道了激光二极管泵浦的低阈值自调Q 946nmNd3 + ,Cr4 + ∶YAG微片激光器的实验研究。激光器实现稳定的单频、基横模和偏振输出 ,输出斜率效率达到 2 2 %。 946nm激光直接腔外倍频得到 473nm蓝光输出 ,光 光倍频转换效率达到 15 %。

不同腔型Cr^(4+)∶YAG被动调Q激光器

以新型可饱和吸收体 Cr4 +∶ YAG晶体作为调 Q开关 ,在平 -凸非稳腔和平 -平介稳腔中实现被动调 Q运转 .分别获得能量为 70 .5m J和 2 9.7m J,脉宽为 2 3ns和 2 0 ns,能量起伏为 1.9%和 3.8%的调 Q单脉冲输出 .实验结果表明 ,非稳腔有利于输出能量和稳定性的提高 ,理论分析和实验结果相符 .

一种基于Cr4+:YAG晶体的紧凑高效被动调Q 脉冲激光器

研究并设计了一种基于Nd:YVO_4晶体的紧凑高效全固态1 064 nm激光器。在连续波运转状态下,当泵浦功率为7.8 W时,激光器最大输出功率为2.49 W,相应的光-光转化效率为31.92%,斜率效率为35.77%。在此基础上,利用尺寸为3 mm×3 mm×1 mm Cr^(4+):YAG晶体作为被动调Q元件,实现了1 064 nm稳定调Q脉冲运转。当激光器谐振腔优化为9 cm、泵浦功率为7.8 W时,实验获得了2.13 W的调Q脉冲输出,相应的光-光转换效率为27.31%,重复频率为357.1 k Hz,脉冲宽度为75 ns。

YAG∶Cr^(4+)晶体的生长及Q开关的制备

本文报道作为 1 .0 6 μmNd激光的被动Q开关的YAG∶Cr4+晶体的生长及Q开关的制备研究。该晶体用中频感应加热引上法从铱坩埚中生长。感应加热设备工作频率 8～ 1 0kHz,额定功率 2 5kW。铱坩埚尺寸为6 2× 5 5mm ,壁厚 2 .2mm。采用Ca和 /或Mg与Cr共掺入YAG基质中 ,以形成YAG∶Cr4+晶体。晶体生长方向为 [1 1 1 ],生长速度 1 .0～ 2mm/h。通过研究已获得适应不同应用的 ,具有不同吸收系数 (α1.0 6μm)的YAG∶Cr4+晶体的掺杂配方。为了消除YAG∶Cr4+晶体中影响晶体光学质量的核心效应 ,采用了一种特殊的平界面生长技术 ,获得了无核心晶体。采用此法 ,即使用较小的坩埚也可获得大截面积且径向质量均匀的Q开关元件 ,可满足某些激光器对大截面Q开关的需求。目前 ,Q开关的直径最大可达 2 5mm。对比研究了掺杂体系及配方 ,生长气氛和退火对YAG中Cr4+形成的影响。实验证实 ,掺杂体系及其配方 ,生长时的气氛及晶体生长后的高温退火都对YAG∶Cr4+中的Cr4+的形成产生影响。但二价碱土金属离子Me2 +的掺入是决定性的条件。没有Me2 +离子掺入 ,晶体中只有三价的Cr3 +,不可能形成Cr4+。即使在含氧气氛中生长和高温长时间退火都不能改变这种情况。晶体退火在大气中进行 ,在 1 2 0 0～ 1 2 5 0℃下恒温 36～ 6 0h。

铌酸锂用于灯泵Cr-Tm:YAG激光器的调Q与调谐(英文)

为了简化激光器结构,减少腔内损耗,首次提出利用LiNbO3电光晶体较高的色散特性,实现2μm波段可调谐激光器的调Q与调谐。将LiNbO3晶体加工成单块特殊形状的棱镜,作为主动调Q器件,用于2μm波段灯泵Cr!Tm:YAG激光器,以产生巨脉冲,该棱镜还同时具有调谐的功能。将该棱镜插入室温灯泵的Cr!Tm:YAG激光器中,实现了1.95～2.08μm范围的调Q、调谐运转,重复频率为1～5 Hz。实验结果表明,所提出的方法可行。