双端泵浦的Z型折叠腔声光调Q绿光激光器

目的获得Z型折叠腔声光调Q系统稳定运行的条件并优化谐振腔的参数关系。方法对Z型折叠腔进行传输矩阵分析和数值计算,获得了一组优化参数。结果以此参数搭建大功率激光二极管双端泵浦Nd∶YVO4/LBO激光器,实现了声光调Q绿光输出。结论当泵浦功率为25.9W,在重复频率为35kHz时,获得了平均功率为4.7W单脉冲能量为134μJ的绿光输出,光光转换效率为18.1%。

LD端面泵浦折叠腔Nd:YVO4/LBO激光器

对端面泵浦Nd∶YVO4 构成的四镜Z型折叠腔结构进行了理论研究 ,合理调整谐振腔的参量关系 ,使谐振腔能够适应不同泵浦功率下激光晶体热焦距的变化 ,同时所设计的折叠腔还具有腔参量调整灵活等特点 以LBO晶体为倍频晶体 ,采用Ⅰ类角度调节位相匹配技术 ,在双端泵浦光功率为 2 6W时 ,成功地获得了 4W稳定的连续绿光输出 Nd∶YVO4 /LBO绿光激光器输出为 4W时的稳定性为 1.3% ,其光 光转换效率达到 13%

折叠腔腔参数对内腔倍频系统稳定性的影响

使用矩阵光学方法分析了V型折叠腔内腔倍频激光系统稳定运行的条件。分析了腔几何参数包括腔的尺寸、反射镜的曲率半径以及倍频晶体的热焦距对系统稳定性的影响 ,并作了数值计算和讨论。

Z型固体激光腔热动力图解分析

运用图解分析方法,研究了热透镜效应下Z型折叠固体激光腔的工作特性.得到了谐振腔各腔臂中的光模参数bt、b2、b3及光斑尺寸wt、w2、w3随激光介质焦距的变化关系.结果表明,这种谐振腔具有较宽的热稳定范围,热稳定范围及基模光斑尺寸可通过调整腔参数来改变,其中关键参数为第一臂长度l0+f1.在选定腔镜的前提下,l0+f1愈小,热稳定范围愈宽,wt愈小.第二臂长度对热稳定范围及光斑半径有着相似的影响.

一种V型固体激光腔的热动力图解分析

采用图解分析方法分析一种常用于内腔倍频V型折叠固体激光腔在热透镜作用下的工作特性;得到谐振腔两臂中的光模参数bt,b2及束腰尺寸wt,w2随激光介质的焦距ft的变化关系.结果表明:这种谐振腔具有较宽的热稳定范围,而且在ft=l0处未出现无法运行的高损耗区;其热稳定范围及基模光斑尺寸可通过调整腔参数来改变,其关键参数为第一臂的长度l0+f,在选定腔镜的前提下,l0+f愈小,热稳定范围愈宽,同时wt愈小.在腔内插入一定厚度的布儒斯特片可以部分消除腔的像散.

LD双端端面抽运Nd：YVO_4折叠腔主振荡器的稳定性研究

对双端端面抽运的Nd:YV_4Z型折叠腔主振荡器的设计进行了模拟,采用ABCD传输矩阵理论详细分析了各腔参量对谐振腔稳定性的影响。由模拟结果推断,稳区的范围可通过谐振腔各分臂臂长的和来调节,而且应在臂长允许的范围内尽量选择小角度。利用相同的光学元件设计了两种腔长的热稳定腔,比较了长短腔型各自的利弊。

双端热透镜Z型固体激光腔图解分析

采用传播圆图解方法研究了具有双端热透镜的Z型折叠固体激光腔的工作特性,得到了谐振腔各腔臂中的光模参数bt1,bt2,b2及光斑尺寸wt1,wt2,w2随激光介质的热动力参数1/tf1及1/tf2的变化关系;结果表明通过合理选择参数可对腔的热稳定范围及基模光斑尺进行调控,其关键参数是对称的第1、3臂的长度l01+1f(或l02+f2),其值越小,腔的热稳定区越宽,同时激光晶体处的基模光斑越小。第2臂中的参数δ对热稳区宽度没有明显影响,但δ值越大,对应的光斑半径wt1及wt2也越大。

基于V型谐振腔的热稳定性分析

为了提高V型谐振腔的热稳定性,采用了图解分析法,将V型折叠腔等效为腔内含有一个透镜的共轴球面腔。同时考虑到晶体热透镜效应,结合多元件光学谐振腔的等价腔分析法,将等效后腔内含透镜组的多元件球面腔近似等价为腔内不含透镜的共轴球面空腔。对V型腔等价后的共轴球面空腔的稳定性进行了理论计算和仿真分析。结果表明,当总腔长为75mm、折叠角为0.15π左右时,谐振腔具有最宽的热稳定范围;此时若增益介质与折叠镜的间距为28mm,则谐振腔能适应的最小热透镜焦距可达12mm。这一结果体现了谐振腔关键参量对热稳定性的重要影响,对激光腔型稳定性的优化设计具有一定的指导意义。

V型折叠双通Nd:YAG介质LD脉冲侧面泵浦激光器

为了使振荡光束在谐振腔往返周期内四次通过Nd:YAG晶体,搭建了V型折叠双通LD脉冲侧面泵浦激光器实验平台。首次与往返周期内两次通过Nd:YAG介质的普通直腔激光器的激光输出特性进行对比分析。实验结果表明,在注入能量55mJ,输出镜透过率为48%时,V型折叠腔和直腔输出能量分别为13.2mJ和7.8mJ,整体转化效率提高10%,即V型折叠腔激光器具有降低激光阈值,提高激光输出能量的优点。理论分析验证了实验结果。对中小功率泵浦激光器输出性能的改善和提高具有借鉴意义。

激光V型谐振腔的等价腔分析法

为了分析激光谐振腔的稳定性,选取广泛应用的V型腔作为研究对象,将V型折叠腔等效为含有透镜的三镜直型腔(共轴球面腔),然后采用*g-参数等价腔分析法,将三镜直型腔等价为不含透镜的共轴球面腔,进而考虑激光晶体的热透镜效应,采用多元件光学谐振腔等价腔分析法推导出热透镜效应下V型腔的g?-、g?-等价空腔.该方法形象地将V型腔与共轴球面腔联系了起来,有效地体现V型谐振腔中各参量之间变化关系,通过对热透镜效应下V型腔的g?-、g?等价空腔的计算,便可对V型腔的稳定性的影响因素进行求解分析,为激光谐振腔的分析和设计提供重要参考.

激光V型腔参量对输出性能的影响

在激光腔型设计时,为了使激光具有良好的输出性能,需要找出谐振腔参量对激光输出性能的影响规律。结合V型折叠腔的图解分析法和多元件光学谐振腔的等价腔分析法,将折叠腔近似等价后,对等价的共轴球面空腔的稳定性和输出光束质量进行理论求解分析,找到了V型折叠腔参量和激光输出性能的内在联系。通过计算给定的条件可知,当折叠角θ=0.15π时,总腔长L的理想取值范围为(70,80)mm,最佳取值为75 mm,端面镜曲率半径R1、R2的允许变化范围为(60,75)mm,折叠镜曲率半径R3的最小取值为45 mm,随着左(右)侧子腔g-参数积增大,右(左)侧端面镜上的基模光斑半径和远场发散角增大。上述等价腔分析法和结论对激光腔型优化设计提供了重要的理论依据。

谐振腔参数对调Q腔内倍频系统稳定性的影响

运用传输矩阵理论分析了Z型折叠腔声光调Q系统稳定运行的条件。分析了激光晶体的热透镜焦距、腔长、反射镜的曲率半径对系统稳定性的影响 ,进行了数值计算和讨论。发现较短腔长其腔的稳定性较好 ,经过实验验证 ,较短腔长的激光器转换效率较高 ,易获得较高的输出功率。

LD纵向泵浦的全固体折叠式绿激光器实验研究

报道了利用纵向泵浦、“V”型三镜折叠谐振腔结构 ,实现了高效率全固体绿激光输出的实验结果。以国产L D为泵浦源 ,采用 Nd∶ YVO4/ KTP和 Nd∶ YVO4/ L BO组合 ,分别获得了功率为 380 m W和 2 6 0 m W的单横模5 32 nm的绿激光输出 ,斜率效率达 32 .8%和 2 2 .8%。

激光二极管端面抽运的1.34μm Nd:YVO_4三镜折叠腔型激光器

理论上提出了三镜折叠腔的稳区理论 ,所得结论对设计激光器具有重要的指导意义 ;实验上实现了激光二极管端面抽运的 1 34μmNd :YVO4

一种激光折叠腔稳定性分析及设计的新方法

为了对激光谐振腔进行优化设计,运用光学传输矩阵理论,借助V型折叠腔激光器的等效简化模型对该激光腔的稳定性进行了研究.分析了腔长、折叠镜焦距、反射镜曲率半径与系统稳定性的关系,得到以失调量为参数的稳区临界曲线方程,实现了三镜折叠腔型CO2斩光盘式调Q脉冲输出激光器的设计.分析结果表明,对于子腔预先给定的参量,只要另一子腔满足适当的失调量,整个谐振腔就是稳定的.任一子腔内有二个稳定区而非以往研究者提出的一个稳定区,可根据需要选取最佳的稳定点.采用失调量而非g因子作为参数,直接给出稳定区范围和失调误差,使用性好.

激光二极管泵浦Nd∶YVO_4/YVO_4复合晶体绿光激光器

采用一种新型的Nd∶YVO4/YVO4复合晶体,利用V型折叠腔,研究了高功率激光二极管端面泵浦的Nd∶YVO4/YVO4复合晶体激光器基频1.06μm及倍频532nm激光的输出特性.当泵浦功率为24.6W时,获得1.06μm激光的最大输出功率为11.7W,光-光转换效率为48%.当泵浦功率为17W时,获得了5.32W的绿光输出,光-光转换效率达到31.3%.

热键合Nd：YVO4/YVO4复合晶体激光特性的研究

为改善高功率激光器激光工作物质的热效应，采用一种热效应较小的复合晶体Nd：YVO4/YVO4，利用z型折叠腔，研究了在高功率激光二极管端面泵浦的情况下复合晶体的激光特性。当泵浦功率为24．65W时，获得了12．5W的1．06μm红外输出，光-光转换效率达到50．7％；当泵浦功率为17W时，获得了6．38W的绿光输出，光-光转换效率为37．5％．

基于折叠腔的光腔衰荡光谱技术研究

为了有效减小光腔衰荡光谱仪中光腔的体积,设计了一种Z型折叠腔结构,其外部尺寸仅为26.4 cm×8.5 cm×4.5 cm,展开的光腔长度为73.8 cm。采用傍轴高斯光束传输方程对实验光路进行仿真,通过调节两个凸透镜的焦距和位置,实现了光腔内激光模式与光腔模式的完美匹配,确保激光在腔内以横基模TEM00模式存在。实验中,采用数字延迟脉冲发生器触发声光调制器,开断激光,并高速采集衰荡信号,验证了所设计的折叠腔在光腔衰荡光谱仪上应用的可行性。对实验数据进行指数拟合,所得最大残差不超过0.004μW,衰荡时间为0.852μs,与理论计算结果相符。所设计的Z型折叠腔结构紧凑,可用于商业化小型光腔衰荡光谱仪。

缺陷镜技术直接产生高功率高阶涡旋激光研究(特邀)

涡旋光在光通信、量子纠缠、新的非线性光学效应、微纳机械加工、超分辨成像和光镊等领域具有重要的应用价值。涡旋光应用的前提条件是高质量涡旋光束的产生,将缺陷镜技术和固体激光谐振腔技术结合起来研究,对直接产生高光束质量、高稳定性和大拓扑荷数(高阶)的涡旋激光具有明显的优势。当前,该项技术多是用在简单的两镜线性腔中,且以连续波涡旋激光为主。文中使用紫外皮秒脉冲激光器制备了点缺陷镜,并采用LD端面泵浦Nd:YVO4晶体作为激光实验平台,构造了V型激光谐振腔,首次实现了复杂谐振腔内直接产生高阶涡旋激光输出。当吸收功率为11.46 W时,获得了最高输出功率为2.69 W的三阶涡旋激光,斜效率达到23.6%;进一步调节谐振腔及点缺陷尺寸,最高获得了13阶涡旋激光输出。该研究表明缺陷镜技术也可以用于复杂结构激光谐振腔,直接产生高阶涡旋激光,从而为其他运行模式(如调Q和锁模)的高阶涡旋激光研究提供了一定的依据。

激光二极管抽运Nd∶YVO4/YVO4复合晶体激光器

在高功率激光二极管（LD）抽运的情况下,对比分析了Nd∶YVO4/YVO4复合晶体和Nd∶YVO4单一晶体的激光特性。实验证明,复合晶体能够有效地降低晶体内的温度梯度,减小由端面变形带来的热透镜效应,获得比单一晶体高出许多的输出功率。采用Z型折叠腔,研究了Nd∶YVO4/YVO4复合晶体KTP倍频特性,当抽运功率为17W时,获得了6.23W的绿光输出,抽运光到绿光的转换效率高达37%。