高转换效率腔内倍频外腔面发射蓝光激光器

高功率高光束质量的蓝色激光在激光显示与照明、水下通信和成像、有色金属加工等许多领域具有广泛应用前景.本文利用增益芯片底部的高反镜分布布拉格反射镜、折叠镜以及后端反射镜构成V型谐振腔,通过腔内插入非线性晶体LBO,获得了高转换效率的高功率、高光束质量蓝光输出.实验研究了非线性晶体的长度、基频激光的线宽、倍频走离角的补偿等不同因素对外腔面发射激光器腔内倍频蓝光输出功率的影响.在LBO的Ⅰ类相位匹配条件下,当晶体长度为5 mm,所用双折射滤波片厚度为1 mm时,获得超过6 W的491 nm波长蓝光输出,x和y方向的光束质量M2因子均为1.08,倍频转换效率为63%.

基于外腔面发射激光器腔内三倍频的可调谐紫外激光器

紫外激光器具有频率高、波长短、单光子能量大以及空间分辨率高等特点,在精细加工、生命科学、光谱学等许多方面应用前景广阔.本文报道了一种基于外腔面发射激光器腔内三倍频的可调谐紫外激光器.该激光器采用了W型谐振腔,并插入双折射滤波片作为偏振和波长调谐元件,通过Ⅰ类相位匹配的LBO晶体对980 nm基频光进行倍频产生490 nm蓝光,再通过Ⅰ类相位匹配的BBO晶体对9.80 nm基频光和490 nm倍频光进行和频获得327 nm紫外输出.当LBO和BBO晶体的长度都为5 mm时,在环境温度为15℃,泵浦功率为47 W的条件下,实验输出的327 nm紫外激光功率达到538 mW.选择厚度为2 mm的双折射滤波片作为调谐元件,可获得的紫外激光器输出波长的连续调谐范围为8.6 nm.该紫外激光器同时显示了良好的光束质量和较好的功率稳定性.

腔内倍频454 nm脉冲蓝光Nd∶YLF激光器

面向海洋激光应用,针对LD端面抽运的紧凑型准三能级Nd∶YLF晶体激光器实现454 nm蓝光激光脉冲输出特性开展了实验研究。设计了两种方案,电光调Q法和增益调制法,获得454 nm蓝光脉冲激光输出。在增益调制方法中,当重复频率为100 Hz时,Nd∶YLF晶体激光器腔内倍频获得了最大功率为3.16 mW的454 nm蓝光脉冲激光输出,脉冲宽度约为418 ns。而在电光调Q方法中,100 Hz的重复频率下,腔内倍频454 nm蓝光脉冲输出平均功率最大为23.62 mW,脉冲宽度约为66 ns,倍频效率约为3.7%。该研究为获得高重复频率、百纳秒脉宽的紧凑型蓝光454 nm波长脉冲激光提供参考。

二极管泵浦Yb:YAG Thin Disk激光器光束质量及V型腔腔内倍频的研究

Thin Disk激光器由于其独特的设计可以同时获得高转换效率和光束质量。对Yb:YAG Thin Disk激光器中泵浦光斑与腔模的耦合对光束质量的影响作了分析,并在普通直腔和V型腔的实验中分别获得M^2=1.15,13.69W和M^2=1.12,13.85W的1030nm激光输出,还在V型腔中进行了腔内倍频的实验研究。

准连续660nm Nd:YAG内腔倍频激光器的研究

研制了一台Nd :YAG内腔倍频输出 6 6 0nm红光激光器。分析了腔长对激光功率的影响 ,采用新型径向调整式光学镜片调整架 ,平—平腔结构 ,腔长 390mm ,双灯泵浦 ,KTP晶体内腔倍频 ,并设置声光Q开关 ,获得 6 6 0nm红光输出 2W。

Cr^(4+):YAG被动调Q腔外三倍频紫外激光器

理论上分析了影响腔外三倍频输出效率的各因素,并对Cr4+∶YAG小信号透过率、输出镜透过率、聚焦透镜焦距、非线性晶体尺寸的优化选取以及各元件的合理放置进行了讨论。在最大抽运功率为17W的情况下,获得了336mW的355nm准连续紫外激光输出,重复频率为28kHz,脉宽12ns,单脉冲能量为12μJ,峰值功率为1kW,总的光-光转换效率为2%。

LD泵浦腔内倍频Nd：YAG／LBo蓝光473nm激光器的低噪声运转

激光二极管(LD)泵浦腔内倍频Nd:YAG/LBO蓝光473 nm激光器在不加入腔内特殊元件的情况下,倍频输出功率往往具有很大的高频噪声,即所谓的'蓝光问题',这很大程度上限制了473 nm蓝色激光的应用。为了降低该激光器件倍频输出功率的高频噪声,采用了提高腔内基频光循环强度和缩短激光晶体以减小准三能级激光系统再吸收损耗的方法来实现473 nm激光器的低噪声运转。实验中利用两个2 WLD耦合作为泵浦源及1.0 mm厚的Nd:YAG材料作为激光晶体,在利用10 mm长LBO材料作为倍频晶体的情况下,获得了输出功率为195 mW的具有低噪声特性的473 nm蓝光激光运转。实验结果表明,倍频输出功率(峰-峰)/平均值<1%,激光输出在1 h内没有激光跳变现象,并且无需在腔内引入其它元件。

LD抽运Nd：YAG／KTP腔内倍频16W连续波绿光激光器

为了得到一台大功率连续波绿光激光器,采用9个20W的高功率半导体激光器侧面抽运Nd∶YAG棒,倍频晶体选用Ⅱ类相位匹配的KTP晶体,设计了三镜折叠腔结构,使得放置倍频晶体位置处基频光的光腰稍大,从而尽量避免KTP晶体的"灰线效应",通过调节角度的办法来补偿倍频晶体热效应导致的相位失配,得到在抽运电流为19.5A时,连续波绿光输出可达16W,倍频转换效率为40%的结果。实验结果表明,Nd∶YAG/KTP是产生大功率连续绿光的较佳组合。

Cr∶YAG被动调Q腔外倍频473nm蓝光激光器

通过对Cr∶YAG被动调Q腔外倍频 4 73nm蓝光全固态激光器的优化设计 ,合理的选择了激光晶体 ,调Q晶体 ,谐振腔长 ,最佳聚焦光斑 ,在泵浦功率为 1.2W的情况下 ,获得了16 0mW的 94 6nm连续红外输出 ,Cr∶YAG被动调Q输出平均功率为 70mW ,峰值功率为 2 0 0W ,用LBO腔外倍频获得了 1.5mW的 4 73nm蓝光脉冲输出 ,转换效率为 2 .2 %。

LD抽运Nd∶YAG/KTP腔内倍频连续绿光激光器实验研究

设计了LD端面抽运固体激光器平台,研究了LD抽运Nd∶YAG/KTP腔内倍频连续绿光的输出特性、光-光转换效率、输出功率稳定性,并实验验证了倾斜反射镜的选模效果.该系统实现了基横模绿光输出,椭圆度达0.96.

腔内倍频Nd：YAG激光器中的偏振匹配与1／4λ波片的作用

讨论了腔内倍频Ｎｄ：ＹＡＧ激光器中的偏振匹配原理以及由于倍频晶体双折射效应所引起的偏振损耗，分析了解决这一矛盾的一种有效方法——腔内插入１．０６μｍ激光的１／４λ波片的基本原理。

腔外旋转泵浦的Nd∶YAG固体激光器研究

固体激光器的热管理仍然是高功率激光系统发展的一个持续挑战。在激光系统中增益介质和泵浦光之间引入相对运动是一种高效的热管理方案。针对静止泵浦,旋转增益介质泵浦以及泵浦光旋转泵浦3种泵浦方式,借助有限元数值模拟方法分析了Nd∶YAG晶体的温度分布。泵浦光以800 r/min旋转时,在35 W泵浦功率下,使用标准的热沉冷却技术,晶体的最高温度达到约36℃,仅增加约16℃,这远低于静止泵浦时的142℃。实验设计并演示了一种腔外旋转泵浦的Nd∶YAG激光器,得到了12.2 W的1 064 nm连续输出,斜率效率为37.2%,这大于静止时的35.1%,实验结果与理论结果相符合。研究表明,腔外旋转泵浦的固体激光器拥有高效的热管理。

高功率YAG内腔倍频泵浦的染料激光器的研制

该激光器采用连续泵浦,声光调Q、KTP晶体内腔倍频,得到绿光21.6W的功率输出,能长期运转,稳定度达±3％,用这种固体激光泵浦三镜折叠腔染料激光器。

KTP腔外倍频的LD泵浦YAG激光器

用KTP晶体作腔外倍频,研制成功第一台LD泵浦YAG的连续绿光激光器。

LD连续和脉冲抽运的Nd:YAG腔内倍频蓝光激光器

在激光二极管连续抽运的Nd:YAG激光器中,分别采用BIBO和LBO晶体对946nm激光进行腔内倍频,获得473 nm蓝光输出。抽运功率9.5 W时,BIBO晶体倍频输出功率为508mW,转换效率5.35%:LBO晶体倍频输出功率为441 mW,转换效率4.64%。LBO倍频的转换效率小于BIBO,但输出蓝光的光束空间质量较好。在LD脉冲抽运和LBO晶体腔内倍频的Nd:YAG激光器中,研究了抽运脉冲的调制频率和占空比与蓝光输出功率的关系。当抽运功率9W,脉冲调制频率100Hz、占空比60%时,得到最大的蓝光输出功率465mW,比相同功率连续抽运提高87mW。结果表明,LD脉冲抽运能有效降低Nd:YAG晶体的热效应影响,提高激光器输出功率。

LD侧泵Nd:YAG/S-KTP腔内倍频高功率660nm连续红光激光器

报道了LD侧面泵浦Nd∶YAG/S-KTP腔内倍频高功率660 nm连续红光激光器。泵浦组件(呈三角形等间距分布)由9个20 W的激光二极管组成,最大泵浦功率为180 W。通过对谐振腔参数进行优化设计,用LD连续抽运3 mm×65 mm Nd∶YAG激光棒时,获得了波长为1 319 nm的基频光振荡。利用S-KTP II类临界相位匹配腔内倍频技术,当泵浦电流为22 A时,获得了6.8 W的连续红光激光输出,光-光转换效率为4.3%。

二极管泵浦Yb：YAG thin disk激光器调谐及腔内倍频的研究

研究了半导体激光二极管泵浦Yb:YAG薄片激光器的调谐和腔内倍频.通过在激光谐振腔内插入石英双折射滤光片,对激光中心波长进行调谐,调谐范围为1020.5nm到1034.7nm;采用折叠腔,使用Ⅰ类临界相位匹配的LBO晶体腔内倍频,室温下得到2.5W连续515nm绿光输出,1小时内绿光最大输出功率的波动小于1%.

LD泵浦的946nmNd:YAG激光器及腔内倍频473nm蓝光输出

本文从理论上分析了准三能级系统 946nmNd :YAG固体激光器室温运转的条件及实现方法 ,并给出腔内倍频获得 473nm蓝光发射的方案。用波长 80 8 5nm ,功率 2W的半导体激光器泵浦Nd:YAG ,采用腔内插入高损耗元件选模的方法 ,在室温下获得 946nm波长连续红外激光输出1 80mW ,斜效率 1 3 % ;用BBO和LBO晶体腔内倍频 ,获得 473nm波长连续蓝色激光 ,输出功率分别 1 2mW和 50mW ,斜效率分别为 3 %及 1 0 %。

Cr^(4+)∶YAG被动调Q4倍频全固态紫外激光器的研究

设计了LD泵浦Cr4 + ∶YAG被动调Q的全固态Nd∶YAG脉冲红外激光器。腔外首先经过焦距为10 0mm的聚焦透镜 ,将 10 6 4nm的红外激光耦合到长为 9mm的KTP 2倍频晶体中 ,得到平均功率为 2 9mW的脉冲绿光。然后将 5 32nm的脉冲绿光经过焦距为 30mm的聚焦透镜 ,耦合到长为 4mm的BBO 4倍频晶体上 ,获得了峰值功率为 7.3W ,平均功率为 1.1mW ,重复频率为 12 .5kHz,脉冲宽度为 12ns的 2 6 6nm紫外激光 ,其绿光 紫外光的转换效率为 3.8%,红外光 紫外光的转换效率为 0 .7%。