二极管侧面泵浦固体激光器热效应研究

文中对大功率二极管侧面泵浦固体激光器的热效应进行了分析 ,并对灯泵浦固体激光器与二极管固体激光器的热效应进行比较 ,在实验中得出了大功率二极管侧面泵浦固体激光器热效应的经验公式。

二极管侧面泵浦固体激光器TEM_(00)模输出研究

针对大功率二极管 (LD)侧面泵浦固体激光器的光耦合及泵浦结构方面的问题 ,我们设计了一套相应的高效光耦合系统及三个二极管 1 2 0°对称泵浦的结构系统。在此基础上 ,实现了高重频、高效率的 TEM0 0 模激光输出。

二极管侧面泵浦固体激光器的热致光束畸变

计算了单个LD、两个LD和三个LD互成120°侧面泵浦下激光晶体中的泵浦光分布及温度分布。讨论了不同泵浦情况下的光斑畸变情况。

二极管泵浦Cr4+:YAG调Q腔内C切Nd:GdVO4/KTP拉曼激光器

研究了二极管泵浦Cr4+:YAG调Q腔内c切Nd:GdVO4/KTP拉曼激光器。以c切Nd:GdVO4作为激光增益介质,以KTP作为拉曼晶体,以T0为80%与89%的两块Cr4+:YAG分别作为可饱和吸收体,获得了高效的1097 nm拉曼激光输出。当使用T0为89%的Cr4+:YAG且泵浦功率为6.42 W时,在1097 nm处获得481 mW的最大平均输出功率。

LD脉冲泵浦Er^(3+)/Yb^(3+):Lu_(2)Si_(2)O_(7)晶体百kHz激光器

目前1.5μm激光二极管(Laser Diode,LD)泵浦的铒镱共掺玻璃/晶体被动调Q微型激光器广泛应用于激光测距、激光雷达等领域。随着激光器输出重频的增加,玻璃面临突出的热效应问题,晶体的热导率是玻璃的10倍以上,有望能够实现比玻璃基质更高重频的激光输出。报道了一种通过LD脉冲端面泵浦Er^(3+)/Yb^(3+):Lu_(2)Si_(2)O_(7)晶体的百kHz人眼安全激光器。通过实验优化增益介质掺杂浓度和长度、泵浦光斑尺寸和调Q晶体初始透过率等实验参数,同时适当缩短脉宽,优化泵浦占空比,提高了输出重频的稳定性。最终获得了重频为100 kHz、单脉冲能量0.7μJ、脉冲宽度240 ns、光束质量M^(2)=1.61的1537 nm脉冲激光输出。实现了输出脉冲频率与泵浦的一致,保证了输出重频的稳定性,有效解决了输出重频具有随机性、不稳定、不可控等问题。

基于二极管泵浦固体激光器的便携式LIBS系统设计

为实现野外或工业现场等环境对钢材中微量元素V的便携化高精度检测,本文采用二极管泵浦固体激光器作为光源,设计搭建了便携式激光诱导击穿光谱系统。基于攀钢生铁标准样品(GSB03-2582-2010系列)中钒(V)437.92 nm谱线强度和信背比对系统进行参数优化,得出最佳脉冲能量为40 mJ,最佳延时时间为4μs。在最优条件下,采用定点打靶对样品中V元素进行定量分析,定标曲线拟合度决定系数分别为0.995,V元素绝对误差的平均值为0.014%,平均相对误差为6.062%。结果表明,采用小型高脉冲能量二极管泵浦固体激光器配合小型CCD阵列光谱仪搭建的便携式LIBS系统对元素进行快速检测,达到传统LIBS系统的精度水平。该研究为野外或工业现场环境作业场合下的元素快速检测提供了一种新的思路。

二极管侧面泵浦连续固体激光器的研究

本文详细介绍了一台最大输出功率为 37W的二极管侧面泵浦连续固体激光器。并对不同输出功率下的光束质量进行了测量 。

激光二极管侧面泵浦高重频固体激光器热效应研究

从激光晶体内部温度分布入手,对其热应力和热透镜效应进行了计算分析,并在此基础上进行了热不灵敏腔的理论设计以补偿热透镜效应.该研究为进一步优化激光器设计,提高其激光输出的稳定性奠定了理论基础.

大功率激光二极管侧面泵浦固体激光器谐振腔的优化设计

运用激光腔的矩阵理论 ,推导出了含热厚透镜的平 -平腔的G参数及热稳条件 ,用图示法对定腔长的谐振腔进行优化设计 ,并用优化的参数进行了相关实验。当输入电功率为 4 5 0W时激光器的输出功率为 5 0W ,电 -光转换效率 11.1% ,光 -光效率达到 30 % ,功率稳定度优于± 2 %。

激光二极管线阵侧面泵浦固体激光器输出光场研究

对于激光二极管线阵侧面泵浦的固体激光器,通过数值求解四能级系统速率方程,建立了侧面泵浦Nd∶YAG激光器的计算模型,分析了侧面泵浦时泵浦参数对光束质量的影响,其光束质量因子随激光二极管线阵与晶体棒之间距离的增加而增加,随晶体棒半径的增加而增加.

基于GO法的Nd:YAG侧面泵浦激光器可靠性分析

本文报道了基于GO(Goad Oriented)法的Nd∶YAG侧面泵浦激光器可靠性分析,建立了Nd∶YAG侧面泵浦激光器的GO图模型,定性分析了Nd∶YAG侧面泵浦激光器的薄弱环节,定量计算了激光头中各薄弱环节的可靠性结果,包括等效故障率λR、等效维修率μR、平均无故障工作时间(MTBF)等;并定量计算了KTP晶体故障率的改善对Nd∶YAG侧面泵浦激光器可靠性提高的影响。本文中建立的GO图模型可为Nd∶YAG侧面泵浦激光的优化及可靠性评价提供理论依据。

二极管侧面泵浦薄片激光器泵浦均匀性分析

建立了二极管侧面泵浦复合薄片激光介质Nd:YAG/YAG的数值模型:二极管阵列的快轴垂直于薄片激光介质表面的排布,二极管对称排列在增益介质的周围,从侧面进行泵浦,通过微柱透镜对二极管的快轴进行准直。模拟并实验研究了激光二极管慢轴方向的远场分布特性,结果发现在近距离时激光二极管慢轴方向上的远场分布近似为高斯分布。对于二极管参量,研究发现泵浦二极管越多,增益介质内泵浦光分布就越理想;增益介质吸收系数越小,泵浦的均匀性就越好,但总的吸收效率下降;二极管与工作物质的距离越近,工作物质靠近中心的区域对泵浦光的吸收就越多,但泵浦的均匀性就越差。选用增益介质为Nd:YAG/YAG的复合薄片介质,当掺杂原子分数以及增益介质的吸收系数不同时,发现0.6%掺杂的增益介质(吸收系数为0.24 cm-1)的泵浦均匀性比1%掺杂(吸收系数为0.51 mm-1)有明显改善,实验结果与模拟结果一致。

LD环状侧面均匀泵浦Nd∶YAG激光振荡器

激光二极管(Laser Diode,LD)环状侧面均匀泵浦的激光振荡器具有结构简单、光束质量高、单脉冲能量大等特点,常常在高能脉冲固体激光器中作为主振荡功率放大(MOPA)结构的振荡器,一直是国内外科研人员研究的重要方向之一。本论文通过Zemax软件对不同激光二极管排列方式以及不同工作物质吸收系数对吸收光场的影响的进行了仿真。基于仿真结果,设计了一种20个bar条串联的环状侧面泵浦结构,以提高晶体吸收的均匀性。通过该环状侧泵结构,结合超高斯非稳腔设计,搭建了一种双棒串接激光振荡器进行实验研究。该振荡器实现了在100 Hz重复频率下,单脉冲能量为496 mJ、脉冲宽度为12.4 ns的1064 nm激光输出,光束质量优于9 mm·mrad,光-光转换效率为18.5%。并且该振荡器可以维持光轴稳定不变的同时,实现20 ns脉宽以内变档可调。实验结果证明了该环状侧面均匀泵浦结构可靠有效,为MOPA结构振荡器选取提供了一种有效的方案。

二极管侧面泵浦圆片激光器增益介质内泵浦光分布

设计了二极管侧面对称泵浦Nd:YAG圆片激光器实验装置,耦合系统采用简单且有效的柱透镜组,分别对二极管快轴和慢轴方向的泵浦光进行压缩准直。模拟得到并分析了二极管的发散特性对增益介质内泵浦光分布的影响,模拟采用光线追迹法,且同时考虑了二极管在快轴和慢轴方向的发散特性。实验得到增益介质内的荧光分布与模拟得到的泵浦光分布相吻合。

大功率二极管泵浦固体激光器的应用和发展

从二极管泵浦固体激光器 ( DPSSL)的优势出发 ,指出了 DPSSL向大功率方向发展并在某些领域取代其他类型激光器的趋势 ;概括介绍了大功率 DPSSL的诸多应用领域和广阔的市场前景 ;并深入分析了实现大功率 DPSSL 输出的几种成功方案 ;指出了国内及早进行大功率 DPSSL研究的紧迫性。

三向侧面泵浦固体激光器中热透镜的研究

本文理论分析侧面泵浦固体激光器热透镜效应,详细讨论介质中泵浦光分布和温度梯度分布,提供了热透镜的数值解法。实验研究三向侧面泵浦固体激光器的热透镜,所测实验结果与数值计算结果相吻合。该数值方法为DPL的谐振腔设计提供有效途径。

激光二极管bar侧面泵浦Nd∶YAG激光器热效应研究

从不同侧面泵浦方式的泵浦光强分布出发,依据热传导方程,求解出棒状激光晶体内的温度分布,计算出不同泵浦分布时的理论热透镜焦距,并进行热透镜实验。理论分析和实验表明,随着泵浦方向的增多,晶体内泵浦光强和温度分布越接近于轴向对称分布,热透镜更接近球面透镜。

大功率二极管泵浦固体激光器

介绍了近几年来 ,大功率DPSSL的研究状况 ,对各种新出现的DPSSL的核心部件———二极管泵浦头的设计结构作了简要的描述 ,分析。

LDA侧面泵浦固体激光器泵浦结构参数优化

为LDA侧面泵浦Nd∶YAG棒状固体激光器的优化设计、参数选取及后续试验提供了理论依据和参考,建立了环形侧面泵浦棒状介质泵浦光场分布数值计算模型,研究了LDA侧面泵浦固体Nd∶YAG激光器泵浦光场的分布特点。模拟分析了LDA的bar间距、玻璃管厚度、激光晶体半径等几个主要泵浦结构参数对泵浦光场分布的影响。通过对不同泵浦参数下泵浦光分布特性的数值计算,优化了LDA侧面泵浦固体激光器的泵浦结构参数,优化后的仿真结果表明:在泵浦距离为2mm条件下,晶体直径为4mm,玻璃管套筒厚度为1mm,冷却水层厚度为1mm时,泵浦光在晶体中心处强度相对值为40.8%,在晶体轴心附近分布比较均匀,且均匀分布区域相对较大。

半导体侧面泵浦固体激光器均匀性的计算和分析

建立了半导体侧面泵浦固体激光介质内泵浦光能吸收分布情况的数值模型。模拟计算了不同泵浦参数下棒状介质和板条介质内泵浦光能的吸收分布，计算结果和有关实验结果符合得很好。得出了半导体侧面泵浦机构中介质尺寸、介质吸收系数和半导体激光器发光面到介质泵浦面距离这三个参数对泵浦均匀性的影响。