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。

激光二极管侧面抽运免温控激光器的研究

为了解决激光二极管抽运波长随温度漂移导致激光器输出能量下降的问题,采用激光二极管抽运源波长匹配及凹凸稳定谐振腔技术实现免温控,并进行了理论分析和实验验证。该激光器腔长210mm,电光转换效率5.7%;输出单脉冲能量大于60mJ,在10℃～30℃范围内,能量稳定度优于5%;激光器输出光斑直径4mm、脉冲宽度8ns、激光器10Hz工作时,激光远场束散角为1.1mrad。结果表明,实验与理论分析计算结果符合,该激光二极管侧面抽运免温控激光器可在一定温度范围内保持稳定的能量输出。该理论分析与方案对研究免温控激光器具有重要意义。

激光二极管侧面抽运调Q倍频Nd∶YAG激光器

对高平均功率输出的激光二极管侧面抽运电光调Q倍频Nd∶YAG激光器进行了研究,当采用90个60W的脉冲激光二极管阵列抽运时,在重复频率为10Hz下,实现了最大平均功率为1180mW的1064nm红外激光输出,光-光转换效率为11%。腔外倍频获得600mW的532nm绿光输出,倍频效率达到50%以上。

二极管侧面抽运薄片激光器耦合系统研究

设计了二极管侧面抽运 Nd:YAG 薄片激光器,耦合系统由消像差透镜组和空心光波导组成,对二极管快轴和慢轴方向的抽运光进行压缩和均匀化。采用光线追迹法,同时考虑二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及薄片侧面的散射特性,模拟并分析了光线在耦合系统内的传输和薄片内抽运光分布的规律。模拟结果表明耦合系统具有98.1%的耦合效率,同时薄片内具有理想的抽运光分布。

二极管侧面抽运Nd:YAG 4波长同时输出激光

为了获得1 064 nm,1 319 nm,589 nm及660 nm 4波长激光同时输出,设计了双激光晶体同步声光调Q"T"型复合谐振腔。通过软件模拟与计算,筛选出理想的谐振腔参数,使2波长基频光在大泵浦电流范围内能稳定运转。以KTP晶体和LBO晶体为和频晶体和倍频晶体,在泵浦电流为17 A,重复频率为10 kHz时,获得了1 064 nm,1 319 nm,589 nm和660 nm 4波长激光输出,最高平均功率分别为150 mW,80 mW,2.3 W和1.7 W,同时测得589 nm激光和660 nm激光的脉冲宽度分别为110 ns和130 ns。结果表明:使用热稳"T"型复合腔,可以获得4波长激光同时稳定输出。

千赫兹二极管抽运Nd:YAG激光器

报道了一种采用双二极管抽运头、电光调Q实现高重频、窄脉宽Nd∶YAG激光输出特性。在重复频率1 kHz,二极管驱动电流65 A,BBO晶体电光调Q条件下,实现了平均功率6.5 W,电光效率10%,脉冲宽度17.25 ns的TEM00模1064 nm激光输出。研究了KD*P及BBO晶体的高重频工作特性,为下一步在高重复频率抽运时获得大能量的高光束质量激光输出奠定较好的基础。

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。

无热电恒温的小型重频二极管抽运板条激光器

为了研制一种能在-40℃^+65℃环境下适用于机载吊舱的小型风冷重频二极管抽运Nd∶YAG板条激光器,克服采用热电恒温二极管抽运源的一系列问题,采用了无热电恒温二极管抽运源的方法,并进行了实验验证。结果表明,该激光器能在-40℃^+65℃环境下,以20Hz^30Hz脉冲重复频率稳定可靠的工作,激光输出能量100m J^150m J,激光脉宽6ns^7ns,激光束散角经4倍天线扩束后约1mrad。该激光器能适用于多种机载或车载激光测距/指示仪。

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。

激光二极管侧面抽运电光调Q固体激光器

本文以大功率激光二极管侧面抽运固体激光器的基本原理为基础，结合实际应用，设计了一种直角棱镜谐振腔5／4圆柱面式激光二极管抽运电光调Q激光器。研制的样机以重复频率20HZ运行时，输出脉冲能量60mJ、光束发散角4mrad。

高功率环形激光二极管阵列重复脉冲抽运激光器中棒的瞬态温度分布

采用光线追迹方法和有限元方法,对高功率环形激光二极管阵列(LDA)重复脉冲抽运Nd:YAG激光器中,棒的瞬态温度分布进行了详细的计算模拟,分析比较了不同抽运阶段、抽运频率及占空比的情况下棒内的瞬态温度分布。结果表明:高功率环形LDA重复脉冲抽运时,棒中心处温度随时间变化成锯齿形分布,棒内温度随抽运频率和占空比的增大而增大,最后温度随时间成周期性变化。

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。

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。

激光二极管侧面泵浦高功率266nm紫外激光器

报道了一种半导体激光列阵侧面泵浦Nd:YAG四倍频266nm全固态紫外激光器,采用Z型腔结构,Ⅰ类临界相位匹配LBO和BBO晶体分别作为二倍频晶体和四倍频晶体。在调制频率为5kHz时,最终获得了2.1W的266nm紫外激光输出,单脉冲能量420μJ,绿光到紫外激光的转换率为13.13%,在相同的泵浦功率下利用V型腔结构仅获得305mW的266nm紫外激光输出。

用于惯性约束核聚变激光驱动器的激光二极管抽运Nd,Y:CaF_2激光放大器的实验研究

对Nd,Y:CaF_2晶体作为激光放大器的增益介质进行了报道.研制了一台采用激光二极管面阵五向水平侧面抽运Ф5 mm×70 mm Nd,Y:CaF_2的激光放大器,对其进行了实验研究.测量了Nd,Y:CaF_2晶体的吸收谱、发射谱、以及放大器的荧光分布.在相同的抽运功率下,测量了Nd,Y:CaF_2与Nd:Glass放大器分别工作在10 Hz和1 Hz重复频率时的小信号增益,在抽运功率为9.63 kW时,Nd,Y:CaF_2放大器的小信号增益达6.12,为Nd:Glass的1.5倍.与Nd:Glass相比,Nd,Y:CaF_2晶体的重复工作频率不仅大大提高,而且增益性能也更强.测量了种子光和经Nd,Y:CaF_2放大器后的光谱,能量放大前后光谱几乎无变化.

激光二极管侧面泵浦薄片激光器的泵浦光场分布研究

建立了激光二极管侧面泵浦复合晶体薄片激光器的数值模型,考虑到光束在晶体边界的折射,得出了晶体薄片内的泵浦光分布情况。分析了二极管个数、泵浦距离、吸收系数、光束发散角及晶体薄片半径对薄片内泵浦光分布和吸收效率的影响规律。理论结果与相关的实验基本相符,可为二极管泵浦固体激光器的结构设计和实验研究提供理论参考。

LDA侧面抽运棒状激光器热透镜效应的有限单元法分析

建立了激光二极管阵列端面抽运棒状激光介质的数值模型.考虑到介质与空气的对流换热和介质的热力学参量随温度的变化,根据经典热传导方程和热弹性方程,运用有限单元法,得出了棒状介质内瞬态温度、热应力和应变的分布.分析了热透镜焦距随抽运功率的变化规律,所得的规律与有关文献相符合.理论分析结果可为激光二极管阵列抽运固体激光器的结构优化设计和实验提供理论参考.

二极管激光侧面泵浦的全固态主动锁模Nd:YAG激光器

利用优化的腔设计,使谐振腔中增益介质中有大的模体积,并在高功率泵浦下具有高的热稳定性;采用热补偿环形径向侧面泵浦模块技术进行了连续Nd:YAG主动声光锁模的实验研究, 利用自行设计的锁相环反馈电路,获得输出功率10 W的稳定的锁模脉冲输出。

LD侧面抽运的铒玻璃激光器

铒玻璃激光器可以直接输出1.54μm人眼安全激光,主要应用在激光测距。报道了LD侧面抽运的Er+3,Yb+3共掺磷酸盐玻璃激光器的运转。实现了自由振荡输出60m J;在0.5Hz重复频率下,稳定输出50m J/脉冲,波长1.54μm。实验表明,抽运的对称性和均匀性是设计铒玻璃激光器的关键。