端面抽运板条介质抽运光束不均匀性及改善方法研究

基于Zemax软件下的非序列模式(non-sequential mode)光线追迹法,分别模拟复合结构板条介质抽运端面和掺杂介质区工作端面上的光强度分布。由追迹结果可知,经过整形,在抽运面强度分布均匀的抽运光束经过非掺杂介质区传播到掺杂介质工作端面后光束分布均匀性大大降低。研究表明复合结构板条介质中非掺杂介质区影响了抽运光束,即抽运光在非掺杂介质区传播过程中发生全内反射,导致部分光束在实际工作端面的部分区域发生叠加,从而致使实际工作端面抽运光束分布不均匀。最后,依据平面波导匀化理论,从改变非掺杂介质区长度和入射光束发散角大小角度出发,提出改善抽运光束均匀性的思路,并进行了模拟验证。

哈特曼-夏克波前探测器对传导冷却端面抽运板条激光放大器的波前畸变测试

固体激光器中热效应引起的波前畸变影响了高光束质量、高功率的激光输出,限制了它在当代工业加工和科学研究领域的应用发展。以激光波前畸变的产生机理和传导冷却端面抽运板条激光器的优势为切入点,利用哈特曼-夏克(H-S)波前探测器进行一系列的波前畸变测试。通过对静态波前畸变量、输出功率百瓦量级时的波前畸变量和输出功率千瓦量级的波前畸变量等结果进行数据分析,对实验进行反馈,提出改进意见,以期望进一步减少传导冷却端面抽运板条激光放大器的热效应。

激光二极管端面抽运Nd:YVO4板条1342 nm激光器

1．3μm全固态激光器在激光雷达、光纤通信、激光医疗等军事和民用领域有着广泛的应用，同时其经过频率变换所获得的红蓝光也是激光彩色显示中的重要光源，因此对1．3μm激光器的研究具有很大的现实意义。但是，相对于1．06μm的情况，激光增益介质在1．3μm的热效应更明显，激光器的效率、输出功率也较低。2003年，A．Minassian等利用掠入射Nd：YVO4板条激光器结构获得了10W基模1342nm激光输出，

基于一种新型抽运耦合技术的光纤激光放大器

通过建立耦合模方程,对一种同时包含传输芯和增益芯的复合结构光纤中的模场耦合特性进行了理论分析,同时使用速率方程和热传导方程对基于这种复合结构光纤的激光放大器的增益特性和热分布进行了数值计算和分析。研究结果表明,复合结构光纤中抽运光的耦合特性与抽运光的模式、纤芯半径和纤芯距离等因素有关;与端面抽运光纤激光放大器相比,这种复合结构光纤放大器对抽运光的吸收和激光转换相对平缓,光纤具有相对低的温度分布。因此,基于这种复合结构光纤的新型抽运技术可以解决使用端面抽运技术进行抽运时增益光纤温度过高的问题。这种复合结构光纤用于研制大功率光纤激光(放大)器有很大的优越性,为研制超大功率光纤激光(放大)器提供了一种新的途径。

Nd:YVO_4和Nd:YAG全固态激光器输出特性的比较分析

基于Nd:YVO4晶体的能级结构和速率方程,对激光二极管端面抽运Nd:YVO4固体激光器的输入输出特性参量进行了理论研究。并通过数值计算得到了其振荡光的光斑与抽运光斑的匹配程度、增益介质的长度、腔内固有损耗和输出镜透过率的最佳值,并通过与激光二极管抽运Nd:YAG固体激光器的输出特性进行比较,获得了在相同条件下Nd:YVO4晶体的输出特性优于Nd:YAG晶体的高功率端面抽运的全固态激光器,其理论值与实验结果相吻合。

用于Nd:YAG板条增益介质的非稳腔技术

非稳腔在大菲涅耳数条件下可实现光的高效提取效率,也可保持高光束质量。设计了一款用于Nd:YAG板条增益介质的传导冷却端面抽运结构的望远镜型离轴介稳-非稳混合谐振腔,输出耦合镜为变反镜。该混合腔的宽度方向(板条增益介质的x方向)为非稳腔,厚度方向(板条增益介质的y方向)为介稳腔。通过理论分析得出,当抽运功率为10kW时,该介稳-非稳混合腔结构的输出功率为4428.7 W,光-光转换效率为0.4429。