LD泵浦的高重复频率全固态飞秒激光器(特邀)

GHz飞秒激光器相比于传统的百MHz飞秒激光器,其频域中相邻纵模的间隔更大、可分辨率更高,相同光谱范围内纵模密度更小,每个纵模分得的平均功率相对更高,在梳齿可分辨光谱学、直接频率梳光谱学、光学任意波形产生以及天文摄谱仪校准等诸多领域有着更重要的应用价值。文中从GHz飞秒脉冲的产生方案出发,着重对激光二极管泵浦的GHz重复频率全固态飞秒激光的产生方案以及相应的技术挑战进行了详细介绍,然后重点综述了国际上基于SESAM被动锁模以及克尔透镜锁模全固态GHz飞秒激光器的研究进展,并结合笔者所在课题组取得的初步研究结果对全固态GHz重复频率飞秒激光器的应用价值以及笔者所在课题组的研究目标进行了展望。

高重频双端泵浦全固态Nd∶YVO_4声光调Q激光器

采用国产大功率光纤束模块,双端面泵浦两块Nd∶YVO4激光晶体,采用高衍射效率声光调Q技术,在注入总功率50W,最高重频100kHz的条件下,获得平均输出功率为18.21W的1064nm激光输出。脉冲宽度为62ns,相应光光转换效率为36.4%。在最低重频10kHz时,具有最大单脉冲能量1.3mJ,相应脉冲宽度为16.4ns,峰值功率达到了80kW。

用于空间碎片探测的百赫兹3.31 J高光束质量全固态Nd:YAG激光器

基于激光二极管侧面抽运棒状放大器的方式,研制了一台应用于空间碎片探测的高重复频率、高光束质量焦耳级的Nd:YAG纳秒激光器.激光器采用主振荡功率放大的结构,主要包括单纵模种子、预放大单元、受激布里渊散射相位共辄光束控制单元和能量提取单元四部分.在能量提取单元,为了减小热效应对光束质量的影响,降低了放大器的工作电流,采用了分束-放大-合束的方案.在重复频率100 Hz,单纵模种子注入单脉冲能量10.73μJ的条件下,获得了3.31 J的能量输出.输出激光的脉冲宽度为4,58 ns,远场光束质量为2.12倍衍射极限,能量稳定性(BMS)为0.87%.

高重复频率ArF准分子激光器能量控制算法研究

为了实现工业用高重复频率ArF准分子激光器脉冲能量稳定,从电源控制的角度进行了脉冲能量控制技术的基础研究。介绍了高重复频率ArF准分子激光器能量稳定闭环控制原理,使用近似方法建立了准分子激光器脉冲能量和放电电压的函数模型,提出一种基于实时检测脉冲能量的电压调节比例积分算法,并结合函数模型和控制算法进行了MATLAB仿真。结果表明,建立的脉冲能量模型是合理的,且提出的比例积分算法在提高激光器脉冲输出能量稳定性方面是有效的。

新型高重复频率脉冲CO_2激光器

报道了一种新型高重复频率的脉冲CO2激光器。该型激光器结构紧凑,激光器外型尺寸为300 mm×300 mm×300 mm,工作气体放电增益体积为12×103mm3,谐振腔的长度为310 mm。为了获得大体积均匀稳定的气体放电,激光器采用了紫外电晕预电离方式。在激光器自由运转时,单脉冲激光的输出能量达到15 mJ,输出脉冲的半高全宽为70 ns。激光器采用紧凑型高速涡轮增压风机,在一个大气压的条件下,气流循环速度超过100 m/s,激光脉冲重复频率为1.5 kHz,采用大体积强迫冷却和气体主动置换技术,可以获得较长时间激光稳定输出。在已有的实验基础上,采用光栅调谐,可快速准确地实现高重复频率脉冲CO2激光器的谱线选支输出。

小型高重复频率TEACO_2激光器的研究

本文叙述了一种小型高重复频率ＴＥＡＣＯ２激光器，其激光模式为ＴＥＭ００，远场发散全角≤４ｍａｒｄ，基模激光能量８７．８ｍＪ，脉冲宽度３６．５ｎｓ，基模激光峰值功率＞０．９ＭＷ，激光重复频率１３０Ｈｚ（最高重复频率２５５Ｈｚ），能以５０Ｈｚ的重复频率连续长期工作。

高重复频率Nd:GdVO_4/LBO红光激光器

采用侧面泵浦Nd∶GdVO4晶体的方式,利用I类相位匹配LBO(LiB3O5)晶体进行腔内倍频。腔型采用平凹直腔,利用软件模拟优化谐振腔腔镜曲率半径、腔长以及晶体放置位置等参数,在最大注入电功率750W时获得9.7W的671nm光输出,重复频率10kHz,发散角7.9mrad,电-光转换效率约为1.3%。

高功率全固态红绿蓝激光器研究

高功率全固态红、绿、蓝激光器在国防、信息、医疗和科研等领域有着极为广阔的应用前景。然而，同时获得高功率、高光束质量的全固态激光输出是激光研究领域的难点。我们理论分析与实验结合，深入研究了高平均功率、高光束质量全固态激光产生和非线性频率变换中的若干关键技术，包括热效应补偿技术与光束质量改善技术、高效率倍频与和频技术，研制成功了高功率高光束质量全固态红、绿、蓝激光器，输出功率分别为：669nm红光28W、532nm绿光218W和440nm蓝光7．6W。相关激光器已经作为三基色光源用于大屏幕全色激光显示，及高功率参量振荡器的泵浦光源等。

平均功率3.3kW高重复频率TEA CO_2激光器

研制了一台平均功率3.3 kW横向激励大气压(TEA)CO2激光器。激光器采用单节放电体积为5 cm×4 cm×90 cm的两节腔体串连的形式,印刷板电路预电离结构和闸流管开关放电电路,实现了激光器单脉冲能量输出,高重复频率工作。在重复频率150 Hz条件下,获得了3.3 kW平均输出功率。获得32.8 J单脉冲输出能量,电光转换效率达到15.4%。

基于偏硼酸钡晶体高重复频率266 nm紫外激光器

报道了利用基于掺镱光纤脉冲激光器1064 nm基频光通过偏硼酸钡晶体(β-BaB_2O_4,BBO)晶体四次谐波技术获得266 nm的紫外激光输出,利用双晶体空间走离补偿技术在重复频率为80 MHz平均输出功率为2.9 W,532 nm到266 nm的转化效率为36.5%。通过测量266 nm光强的变化发现双光子吸收效应导致了动态色心的形成,以及色心密度与双光子吸收系数随着晶体温度变化的规律,实验数据表明在晶体温度200℃的双光子吸收效应比室温时低了3.5倍,提高了266 nm紫外激光的输出功率和稳定度。

2μm可调谐高重复频率主动锁模光纤激光器

本文报道了一种2μm波段可调谐主动锁模光纤激光器,增益介质为4m铥钬共掺光纤。主动锁模脉冲采用强度调制方式实现,调制信号为高频正弦信号。可调谐窄带宽光滤波器用来窄化激光线宽,抑制噪声,同时可实现波长调谐。实现了稳定的2.2 GHz重复频率主动锁模脉冲输出,对应649阶谐波锁模脉冲序列,脉冲宽度约为200 ps,频谱信噪比可达68 dB,激光线宽为0.05 nm,光谱调谐范围为1907 nm～1927 nm。

重复频率40Hz高能量倍频调QNd：YAG激光器

在对圆棒形ＹＡＧ棒内热效应进行详细分析的基础上，报导了一种闪光灯泵浦、调Ｑ倍频ＹＡＧ激光器。当重复频率为４０Ｈｚ时，１．０６４μｍ最大单脉冲能量为４６２ｍＪ，０．５３２μｍ最大单脉冲能量为２５０ｍＪ；当每秒一次工作时，０．５３２μｍ激光能量为３８０ｍＪ／脉冲，倍频效率大于６９％。

高重复频率锁模光纤激光器及其超连续谱产生

设计并实验研究了一种结构简单的主动调制锁模高重复频率窄脉宽光纤激光器。采用窄线宽连续激光调制4GHz高重频后,通过拉曼增益孤子压缩效应将脉宽由27ps压窄至2.6ps。该高重频锁模激光泵浦一段300m长高非线性光纤,同时脉冲被展宽至7.4ps。产生的超连续谱平坦度20dB宽带可达250nm,功率波动为±0.2dB。

高重复频率1.34μm调Q锁模Nd:YVO_4激光器

报道了基于V:YAG可饱和吸收体的1.34μm被动调Q锁模Nd:YVO4激光器。采用直腔结构,使用透过率为10%的输出镜,在LD端面泵浦的情况下,实现了重复频率高达2.6GHz的1.34μm调Q锁模运转。Nd:YVO4晶体中,Nd3+离子掺杂质量分数为0.2%,V:YAG晶体的初始透过率为83%。在泵浦功率为11 W时,1.34μm调Q锁模激光的最大平均输出功率为308mW,光-光转换效率为2.8%。

全固态高重频电光调Q激光器研究进展

全固态高重频电光调Q激光器因具有高重频、窄脉宽、大能量的优势而广泛应用于激光雷达、激光测距、激光精密加工和光通信等诸多领域。介绍电光调Q元件的发展和增益介质的完善对提高激光器重复频率的影响,短腔法和腔倒空技术的应用对压窄激光器脉冲宽度的作用,双棒串接技术和主振荡功率放大技术的运用对增大激光器单脉冲能量的效果。对全固态电光调Q激光器的主要研究方向和关键技术进行总结,综述全固态电光调Q激光器在提高重复频率、压窄脉冲宽度和增大单脉冲能量三方面的研究进展。

高重复频率XeCl准分子激光器

我们实现高重复频率下运转的关键措施是采用电流上升时间很快的接地栅金属陶瓷间流管开关和磁耦合马达带动风机的气体横向流动系统。另外,张氏电极作为阳电极、阴电极是平极;由镀铅全反射镜和石英平板组成平—平谐振腔。当放电电压到31kV时测到激光器的最高单脉冲能量为200J,最高重复频率107pps;当重复频率提高到107pps时。

光谱物理公司发表最新高重复频率的SpiritTM飞秒激光器产品

光谱物理公司（Spectra—Physics），美国理波公司（NewportCorporation）旗下的品牌之一，日前发表最新型的飞秒激光器产品“SpiritTM”，飞秒加工的理想工具。

2kHz重复频率紧凑型TEACO_2激光器

报道了一种高脉冲重复频率,紧凑型横向激励大气压CO2激光器。激光器使用紫外电晕预电离方式,放电均匀、稳定。自由振荡情况下,激光脉冲输出能量达到15 mJ,输出脉冲宽度为60 ns。气体高速循环系统采用涡轮增压技术,最高循环风速可达100 m/s以上,激光脉冲重复频率为2 kHz。

“全固态激光器”专辑简介

大功率半导体激光器的最大成就之一是代替固体激光器传统的泵浦源-闪光灯,从而把半导体激光器的高效率、长寿命、高重复频率、小型化以及波长的可调谐性等特点与固体激光器的高光束质量、线宽窄、光谱纯及发散角小统一在一起,带动了半导体激光器及固体激光器的发展.