LD泵浦Nd:YAG晶体双波长和频激光器

通过激光二极管(LD)泵浦Nd:YAG产生1064 nm、1319 nm、1338 nm基频光,利用KTP晶体第二类相位匹配获得波长分别为589/593 nm的和频激光输出。从Nd:YAG晶体能级跃迁特性出发,揭示了Nd:YAG作为工作物质可以产1319/1338 nm激光的可能性。通过非线性光学转换频率及相关理论,分析了产生双波长和频输出的原理,同时也为多波长激光器的研究提供了参考。

微片Nd∶YAG双频激光器腔调谐现象研究

基于微片Nd∶YAG正交偏振双频激光器,研究了若干重要的双频激光器腔调谐现象,包括光强调谐、频差调谐、子谐振腔效应及频差闭锁等,给出了实验结果和数据。腔调谐下,正交双频的频差调谐量约为350kHz;存在子谐振腔效应时,频差调谐量最大可达到2MHz;未发现明显频差闭锁现象,频差最小值可达到14MHz。

失谐扭转模腔双频Nd∶YAG激光器

设计了一种端面泵浦扭转模腔双频Nd∶YAG激光器系统,该激光器以偏振分光棱镜作为偏振元件,Nd∶YAG晶体的两端各放置一个四分之一波片,在垂直于腔轴的平面内旋转其中一个波片,输出连续可调谐双频激光,最大调谐范围为一个激光谐振腔纵模间隔.采用琼斯矩阵进行了理论分析,得出频率分裂量与波片转角成正比关系.实验研究了扭转模腔选模特性、纵模分裂特性和偏振特性.结果表明:两个四分之一波片正交时,激光器输出线偏振单纵模激光,扭转模腔失谐时,单纵模分裂为两个正交的线偏振模,实验获得的最大频率分裂量为3GHz.实验结果与理论分析一致.该连续可调谐双频Nd∶YAG激光器结构简单,可用于激光干涉测量和微波光电子等领域.

Nd:YVO_4复合腔激光器双波长激光输出及腔内和频研究

采用两个重叠的共线支腔构成的三镜复合腔,实现LD泵浦的Nd:YVO4激光器的1 064 nm和1 342 nm双波长激光运转。根据双波长振荡阈值相等条件,数值计算了1 064 nm支腔和1 342 nm支腔的腔长、支腔的输出耦合镜透过率之间的关系。合理选择两个支腔的参数,当泵浦功率13 W时,获得1 064 nm激光功率1.59 W,1 342 nm激光功率1.17 W的双波长激光输出。在满足腔内1 064 nm和1 342 nm双波长光子数密度相等的条件下,计算了腔内和频的复合腔Nd:YVO4激光器的腔参数。采用Ⅱ类临界相位匹配KTP晶体作为和频器件,当808 nm泵浦光功率为12 W时,获得340 mW的和频593 nm激光输出。

双通道Z折叠电光调Q射频波导CO2激光器脉冲外差频率稳定度测量

报道了自行研制的一个双通道“Z”折叠电光调Q射频激励波导CO2激光器的频率稳定度．该激光器的一个通道采用“Z”折叠结构，在其“Z”折叠处及通道的一端放置平面全反射镜，通道的另一端放置电光调Q装置，可以以电光腔倒空方式脉冲激光输出；折叠部分每通道电极长度为460mm，折叠角为4．5°．波导截面均为2．25min×2．25mm。

LD泵浦Nd:YAG946nm/1064nm双波长运转及腔内和频

用国产半导体激光二极管(LD)端面泵浦Nd:YAG晶体, 通过优化激光谐振腔反射膜系,调节1 064 nm谱线的线性损耗以达到与弱谱线946 nm的增益匹配,在室温下实现1 064 nm和946 nm双波长连续运转,并通过I类临界相位匹配LBO晶体腔内和频在国内首次实现500.8 nm青色激光连续输出。当泵浦注入功率为1.4W时和频青色激光最大输出达20 mW,光光转换效率为1.4%,功率稳定性24 h内优于±3%。

大频差双腔双频Nd∶YAG激光器合成波绝对距离干涉测量系统设计

为了实现高精度绝对距离测量,提出了双腔双频Nd∶YAG激光器(TCDFL)合成波绝对距离干涉测量方案。以正交解调Pound-Drever-Hall稳频的大频差TCDFL作光源,采用马赫-曾德尔干涉仪结构,设计了双频激光合成波绝对距离外差干涉测量系统,获得了两路同频外差干涉信号,对其进行比相测量,得到合成波干涉条纹的小数级次;对被测距离进行粗测,可唯一确定合成波干涉条纹的整数级次,从而实现绝对距离测量。建立了频差为24 GHz的二极管泵浦1064 nm正交线偏振TCDFL合成波长标定与绝对距离干涉测量实验系统,实验结果表明:空气中的合成波长标定值为12.4614 mm,其标准差为0.13μm;当被测绝对距离为900 mm时,其重复测量平均值为899.3851 mm,标准差和测量不确定度分别为1.36μm和4.08μm。该实验研究为今后研究开发超精密绝对距离干涉测量仪奠定了坚实基础。

1.444μm Nd:YAG激光器的实验研究

在理论分析的基础上设计了直腔结构1.444μm Nd:YAG激光器,并进行了实验研究。获得了1.444μm激光输出,当泵浦能量为55 J时,其最高静态激光输出310 mJ。电-光转换效率为0.56%,斜效率为0.81%。并实现了1.444μm调Q输出,脉冲输出能量18 mJ,脉宽150 ns。

产生太赫兹辐射源的Nd：YAG双波长准连续激光器

产生太赫兹波辐射的方法可分为电子学和光子学两大类。在光子学领域,非线性光学差频方法是获取高功率、低成本、便携式、室温运转太赫兹波的主要方法之一。实验研究了激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YAG1319nm/1338nm双波长准连续线偏振运转激光器,理论计算了输出双波长在非线性晶体DAST(4-N,N-di methylamino-4′-N′-methyl-stilbazolium tosylate)中差频产生太赫兹辐射的平均功率。在重复频率50kHz时,双波长激光平均输出功率达到2.22W,斜率效率12.72%,线偏振度0.983,脉冲宽度71.91ns。M2因子仅为1.165,不稳定性小于0.487%。根据非线性差频理论,计算出可在1mm厚DAST晶体中获得4.71mW的3.23THz高相干性太赫兹波辐射。这两条非常接近的谱线为进一步通过非线性光学差频方法获得高相干性太赫兹波提供了理论基础。