激光二极管抽运Tm:YAP2μm激光器研究

该文报道了一种室温条件下795 nm的激光二极管(LD)端面抽运连续掺铥铝酸钇(Tm:YAP)激光器。产生人眼安全波段的激光输出,利用掺杂浓度为3at%,a轴切割,尺寸为3×3×10 mm3的Tm:YAP晶体,采用平凹腔结构,当输出镜透过率T=10%时,获得最大输出功率6.87 W的1988 nm连续激光输出,斜率效率39.4%。x和y方向上的光束质量M2因子分别为1.34和1.38。可以作为3-5μm、8-12μm波段可调谐光参量振荡器(OP)有效抽运源。

激光二极管抽运Nd∶YVO_4晶体1342nm和671nm激光器研究

报道了激光二极管抽运的Ｎｄ∶ＹＶＯ４晶体１３４２和６７１ｎｍ激光特性．１３４２ｎｍ激光最大输出功率为１７５Ｗ，光光转换效率为３２１％，斜效率为４３％．利用Ⅰ类非临界相位匹配ＬＢＯ晶体腔内倍频，当输入抽运功率为６Ｗ时，获得功率为５０２ｍＷ的６７１ｎｍ激光输出，光光转换效率超过８３％；当６７１ｎｍ激光输出功率为４００ｍＷ时，短期的不稳定度小于２％．

1.5kW激光二极管抽运Nd∶YAG薄片激光器

报道了一台输出功率超过1.5kW的激光二极管抽运Nd∶YAG双薄片激光器。设计了四通光学耦合系统,通过优化经微柱透镜准直后光束的发散角,实现了抽运光的近平顶分布。薄片激光介质镀完介质膜后镀Ti,Pt,Au实现金属化,再采用铟焊工艺焊接在铜微通道冷却器上,以提高散热效率和冷却的均匀性。采用两片直径40mm,厚度1.3mm的Nd∶YAG薄片激光介质,在两个二极管激光器阵列抽运下,当每个薄片上的抽运峰值功率为17.7kW,占空比10%时,获得了平均功率1.52kW的准连续激光输出,光-光转换效率达到43%,电-光转换效率超过20%。

激光二极管抽运Cr^(4+)∶YAG被动调QNd∶YVO_4激光器的实验研究

对激光二极管 (LD)抽运的Cr4+ ∶YAG被动调QNd∶YVO4全固态激光器进行了实验研究。着重研究了抽运功率 ,Cr4+ ∶YAG晶体的初始透过率及其在激光腔中的位置等因素对激光器输出脉冲宽度和重复频率等性能的影响 ,并对实验结果进行了相应的分析讨论 。

激光二极管抽运的激光器热透镜效应的研究

用激光二极管经光纤耦合和 GRIN透镜聚焦后抽运 Nd3 + :YAG激光器 ,用非稳腔方法测量了 Nd3 + :YAG晶体的等效热透镜焦距 ;同时 ,对描述热透镜效应的理论模型进行适当补充 ,使之适合于激活介质中抽运光半径随位值变化的情况 ,所得理论结果与实验结果随抽运功率的变化趋势相一致 ,同时二者也存在一定差距 ;

激光二极管抽运声光调Q高重复频率532nm激光器

实现了重复频率高达105 kHz的紧凑的全固态声光(A-O)调Q 532 nm腔内倍频激光器。激光器使用Nd∶YVO4作为激光晶体,Ⅱ类匹配的KTP为倍频晶体,声光器件材料为熔融石英,由自制的声光驱动器驱动,其最大射频输出功率为7.5 W,重复频率1 Hz^105 kHz可调。使用1 W的激光二极管(LD)抽运,50 kHz重复频率下,得到平均功率达224 mW的532 nm脉冲激光稳定平均输出,总光光转换效率高达22.4%。低重复频率下,可以实现脉宽为17.2 ns,峰值功率为470 W,单脉冲能量为8.1μJ的稳定运转。给出了平均功率与重复频率关系的一般公式,并提出即使是在四能级系统中,有效储能时间也并不等于上能级寿命,理论计算结果与实验结果吻合得很好。

环形激光二极管抽运棒状激光器中瞬态温度和热应力分析

直接从激光二极管发光强度的角分布出发 ,采用光线追迹方法获得激光棒内的热沉积分布 ,在此基础上采用热传导模型和热力模型 ,比较了不同抽运功率、不同棒半径下达到稳态温度分布的时间 ,并且对稳态和瞬态热应力进行了详细模拟计算。结果表明 ,采用环形激光二极管阵列侧面抽运的棒状激光器中的热效应问题十分严重 ,不同的抽运结构参量下 ,温度分布不同 ;达到稳态所需时间随棒半径增大而增加 ,而不受抽运功率的影响 ;抽运功率越大 ,棒内温差增大 ,热应力也越大 ;热破坏主要集中于激光棒中心区域和表面区域。

激光二极管抽运的Er^(3+)、Yb^(3+)共掺磷酸盐玻璃激光器

系统研究了Er3 +、Yb3 +共掺磷酸盐玻璃的激光性质 ,利用激光二极管抽运 ,成功地实现了Er3 +、Yb3 +共掺磷酸盐玻璃激光器的连续运转。在室温下所得到的激光最大输出功率达 43mW ,斜率效率为 10 .6 % ,激光光谱范围为 15 16nm～ 15 47nm ,峰值波长为 15

160W激光二极管抽运电光调Q主振荡功率放大器绿光激光器

介绍了激光二极管抽运的高重复频率、大能量绿光固体激光器研制成果。激光器采用电-光调Q,主振荡功率放大器(MOPA)结构。根据放大器的设计要求,研制了抽运功率达12 kW,占空比为15%的激光二极管侧抽运Nd∶YAG棒状激光模块。在重复频率500 Hz,脉冲宽度15 ns条件下,实现了单脉冲能量1.27 J的1064 nm输出,光束质量β小于2.5。采用Ⅱ类相位匹配KTP晶体外腔倍频,在基频能量1 J,重复频率400 Hz,抽运功率密度67 MW/cm2时,获得大于405 mJ的绿光输出(平均功率达160 W),倍频效率约为40%,绿光光束质量β<5。

162W激光二极管抽运Nd∶YAG腔内倍频激光器

根据激光介质的热透镜焦距及其随抽运功率的变化,设计了大模体积高准直稳定性谐振腔以获得较大的模体积,同时使谐振腔对热焦距的变化和机械对准的扰动不灵敏。这种设计可以提高激光器的效率和稳定性,并且使输出激光具有较好的光束质量。采用双声光Q开关提高关断功率,在输出功率1250 W的连续激光二极管阵列抽运下,获得了210 W的调Q激光输出。采用工作温度80℃的Ⅱ类匹配KTP晶体,以避免KTP晶体的灰色轨迹效应,对KTP晶体采用半导体温控系统控温,在重复频率10 kHz时获得了162 W的调Q绿光输出,光-光转换效率达到13%,脉宽约为80 ns,光束质量M2因子约为20。

连续激光二极管抽运的调Q高重复率Nd:YAG激光器研究

报道了由 15W连续激光二极管端面抽运的 Nd:YAG激光器 ,自由运转时输出功率达到4 .5W,斜效率达到 4 4 % ,声光调 Q的重复率由 3～ 65k Hz可变。 10 k Hz时 ,峰值功率达到2 8k W,脉宽 8ns。还分析了激光二极管抽运的声光调 Q高重复率激光器设计中的几个重要因素。从理论上分析了不同频率时激光单脉冲能量。

激光二极管抽运的Nd∶YVO_4 GaAs被动调Q激光器研究

报道了激光二极管端面抽运Nd∶YVO4 半导体材料GaAs被动调Q激光器运转。测量了不同透过率输出镜条件下 ,输出调Q脉冲的宽度、能量及脉冲重复率。在抽运功率为 4W时 ,得到了脉宽为 30ns、能量为 8μJ、重复率为6 0kHz的稳定的调Q脉冲。

激光二极管抽运Nd:YAG双薄片激光器

激光介质的热效应是高平均功率固体激光器面临的最大挑战,采用薄片激光介质是解决热效应的有效手段之一。当在抽运区尺寸远大于薄片厚度并且抽运光均匀分布的条件下,热流近似为沿厚度方向的一维分布,从而大大降低介质的热透镜效应和热致应力双折射。设计了四通光学耦合系统,通过提高二极管激光器阵列输出激光强度分布的均匀性,并优化经微柱透镜准直后光束的发散角,实现了抽运光的近平顶分布。采用两片1 mm厚的Nd∶YAG薄片激光介质,在两个峰值功率2000 W,占空比为15%的二极管激光器阵列抽运下,获得了峰值功率1440 W,平均功率216 W的准连续激光输出,光光转换效率达到36%,电光转换效率超过16%,在稳腔下测得的光束质量M2 因子约为12×13。

准连续激光二极管抽运的Yb∶YAG微晶片激光器

采用峰值功率 1W的国产InGaAs激光二极管作抽运源 ,在室温下实现了光束质量因子M2 <1 4的基横模长脉冲激光振荡。当LD输入电流为 2 15A时 ,使用掺杂浓度为 10at %的Yb∶YAG ,获得了平均功率 1 6 4mW ,单脉冲能量为 16 4 μJ的 1 0 4 9μm激光输出。同时对准三能级结构激光弛豫振荡过程和准连续 (QCW)输出脉冲宽度进行了理论分析 ,得到了跟实验相符的结果。

激光二极管抽运的Tm,Ho∶YLF单模激光器

为了获得高效率、小型化、稳定性好的激光器,种子激光器由激光二极管抽运Tm,Ho∶YLF微片获得单模输出。短腔的自由光谱区比较宽,易于选单纵模,微片厚度0.9mm,两端镀膜,构成微型谐振腔。微片置于杜瓦瓶中,采用液氮制冷的方式,在低温下工作,增加了输出激光的稳定性。利用光纤延时自拍法进行频率短期稳定度测量,得到单模激光器短期稳定度为2.6kHz/μs,利用示波器估测长期稳定度小于35MHz。获得2.067μm的单模输出,线宽小于40MHz。利用刀口法测量得到光束质量为1.082,最大单模输出功率为32.8mW,斜率效率达到25.2%,光-光转换效率达23.8%,功率输出不稳定性小于1%。

激光二极管抽运Nd∶YVO_4晶体五倍频213 nm深紫外激光器

报道了一种声光调Q激光二极管抽运Nd∶YVO4晶体腔外五倍频213nm深紫外全固态激光器。实验上分别利用KTP和两块BBO晶体产生532nm倍频绿光,266nm紫外四倍频以及基波与四倍频的混频,实现了从Nd∶YVO4近红外激光到213nm深紫外激光的频率变换。在10.3W抽运功率下,获得平均输出功率3.1mW,脉宽7.5ns的213nm深紫外激光输出。

激光二极管抽运复合腔和频连续波589nm激光器

报道了一种利用复合腔进行腔内和频的589nm激光器.激光器由两个子谐振腔组成.在两个子谐振腔中,分别利用两个激光二极管(LD)抽运Nd∶YAG晶体和Nd∶YVO4晶体,并分别选择1319 nm波长(对应Nd∶YAG晶体的4F3/2→4I13/2跃迁)与1064 nm波长(对应Nd∶YVO4晶体的4F3/2→4I11/2跃迁)振荡进行和频.通过谐振腔的优化设计,实现了腔内两个波长较好的模式与增益匹配.在两个子腔的交叠部分,利用BiB3O6(BIBO)晶体Ⅰ类临界相位匹配进行腔内和频,得到和频激光输出.当Nd∶YAG与Nd∶YVO4晶体上抽运功率分别为750 mW和600 mW时,获得了24 mW,589 nm黄橙激光输出.该输出激光光束质量好、噪声低.

激光二极管抽运正交波罗棱镜腔光学参量振荡激光器

将正交波罗棱镜谐振腔应用于激光二极管(LD)抽运的光学参量振荡(OPO)激光器.实现了Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体的内腔式光参量振荡,获得了高机械稳定性、高热稳定性和较高光束质量的1.57μm人眼安全激光输出。正交波罗棱镜腔存在腔内振荡光束线偏振运行条件,匀化了内腔OPO的抽运光光场。正交波罗棱镜腔OPO激光器解决了内腔式光参量振荡信号光输出不稳定,以及腔内光功率密度较高容易引起光学损伤等工程应用难题。器件采用热传导冷却半圆柱面LD阵列侧向抽运Nd:YAG抽运几何,在20 Hz运行条件下获得平均脉冲能量86 mJ,脉冲宽度5.4 ns,光束发散角5 mrad,能量稳定性优于±2.5%,光-光转换效率(808 nm→1570 nm)9%的优异性能。

高功率激光二极管抽运的镱钠共掺氟化钙连续激光器

掺镱氟化钙(Yb3+:CaF2)激光器是最近国际上研究的热点之一,2008年报道的该类激光器,在64 W激光二极管(LD)的抽运下,实现了平均输出功率10.2 W的连续激光输出。利用国产镱钠共掺的氟化钙(Yb,Na:CaF2)激光晶体,采用三镜折叠腔型和激光二极管抽运,获得了该类激光器(Yb,Na:CaF2/Yb:CaF2)的高功率连续输出。实验参数为:输出耦合镜的透过率为4%,激光二极管的最大输出功率为40 W,中心波长为976 nm。当吸收抽运功率18.2 W时,获得了14.5 W的最高功率连续激光输出,相应的斜率效率为80%。结果表明,国产Yb,Na:CaF2晶体具有低激光阈值和高负载能力,是一种优良的高功率激光材料。

激光二极管抽运的被动调Q Nd^(3+):YAG微晶片激光器及其稳定性

从理论和实验两个方面研究了连续激光二极管抽运的Cr^(4+):YAG被动调QNd^(3+):YAG微晶片激光器。考虑Cr^(4+):YAG饱和吸收体激发态吸收,推导了连续抽运的被动调Q微晶片激光器的速率方程,分析了微晶片参量对调Q脉冲半峰全宽和峰值功率的影响;提出了实现稳定脉冲输出的微晶片激光器设计原则。在饱和吸收体初始透过率较低(T_0≈40％)的情况下,获得了脉冲峰值功率不稳定性小于±0.7％、脉冲宽度不稳定性小于±1.0％、峰值功率高达千瓦量级的高重复频率激光输出。