温度对2μm KTA光参变振荡激光器影响的理论分析

为了了解温度对2μm KTA光参变振荡器的影响,从光学频率变换所遵循的能量守恒与动量守恒出发,利用双轴晶体KTA的塞耳迈耶尔方程、热光色散方程、折射率椭球方程计算出了不同温度下满足相位匹配条件的晶体切割角,绘制出了角度调谐和温度的关系曲线图;采用计算有效非线性系数的近似算法,对晶体的有效非线性系数受温度的影响进行了计算;对不同温度条件下满足相位匹配条件的晶体的走离角、允许角进行了分析。当温度保持在20℃时,晶体用于光参变振荡的效果最好,为实际应用中选择合适的晶体温度提供了理论依据。

二极管泵浦的2μm高重复频率脉冲固体激光器

报道了连续二极管端面泵浦2 μm高重复频率Tm,Ho:YLF激光器的实验研究结果.792 nm光纤耦合激光二极管作泵浦源,泵浦液氮制冷的Tm,Ho:YLF晶体.动态运转时,平均输出功率达到4 W,相应的能量抽取效率大于85%.采用声光调Q方式,重复频率1～50 kHz可调,10 kHz时,峰值功率达到12 kW,最小脉宽为32 ns.同时,还对二极管泵浦2 μm激光器设计中的各种因素进行了分析.

具有电子阻挡层的2μm InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器

为了降低2μm InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器的阈值电流并获得良好的温度特性,在p型波导层及限制层之间引入AlGaAsSb电子阻挡层。采用理论计算方法模拟了电子阻挡层对InGaAsSb/AlGaAsSb LD输出特性的影响。研究结果表明:电子阻挡层结构可有效减少2μm InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器的Auger复合,抑制量子阱中导带电子向p型限制层的溢出,降低器件的阈值电流,同时改善了温度敏感特性。

应用2μm铥(Tm)激光器行前列腺手术的护理

[目的]探讨应用2μm铥(Tm)激光器行前列腺切除手术的护理配合方法。[方法]对32例前列腺增生病人,行经尿道2μm铥(Tm)激光前列腺切除术治疗,并进行精心护理。[结果]所有病人均顺利完成手术,手术平均时间为45min～120min,术后5d～7d拔除尿管,未发现严重并发症出现,住院7d～14d。[结论]加强术前、术中及术后护理配合,可明显减少并发症的发生,提高高龄病人耐受手术程度。

2μm激光器国内外发展状况研究

2μm激光可通过Tm，H0双掺固体激光器、单掺Tm固体激光器、单掺Ho固体激光器、光纤激光器、光学参量振荡器等五类激光器来获得。本文从激光器类型、激光器参数、输出性能等方面全面详细地研究了国内外2μm激光器的发展状况，对国内2ixm激光器和中波3～5μm激光的发展具有重要的指导意义。

紧凑型高重频高功率2.06μm激光器

报道了一种获得紧凑型高重频、高功率2.06μm激光输出的实验方案并对泵浦过程中脉冲波形稳定性变化进行了简要理论分析。采用794 nm光纤耦合输出Tm∶YAP晶体得到68 W 1.94μm激光器,其输出激光经光束整形后泵浦Ho∶YLF晶体,并采用声光调Q方式,最终实现平均功率35 W,重频10~15 k Hz可调,脉冲波长2.06μm的激光输出。1.94μm、2.06μm谐振腔长度分别为66 mm和90 mm,激光二极管、激光晶体及声光Q开关工作在30℃水冷的条件下。方案结构紧凑,热稳定性强,可作为中长波红外光参量激光器小型化有效的泵浦源。

PPLN晶体实现2μm激光输出的理论分析

为了实现2μm激光输出,采用周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体用于光参变振荡(OPO)产生2μm激光的方法,从PPLN晶体的Sellmeier方程出发,考虑三波相互作用需满足的动量守恒和能量守恒条件,进行了理论分析和数值计算,得到在120℃时,PPLN晶体的极化周期为31.35μm的理论值;绘制出了输出波长与极化周期、输出波长与入射角的关系曲线;并从相位同步因子sinc2(ΔKl/2)出发,分别计算了允许角、允许周期、允许温度。结果表明,此方法不仅克服了利用双折射特性和色散特性方法带来的走离效应,而且还充分利用了晶体的最大有效非线性系数,从而理论上提高了转换效率。该理论分析为PPLN-准相位匹配-OPO输出2μm激光的下一步实验奠定了基础。

KTA晶体用于光参变振荡产生2μm激光的研究

为了研究如何产生2μm激光,提出将KTA晶体用于光参变振荡来产生2μm激光的方法,通过对比KTA与KTP晶体的非线性性能,从理论上论证了该方法的可行性;并从光学频率变换所遵循的能量守恒与动量守恒出发,利用KTA晶体的Sellm e ier方程、根据折射率椭球方程计算出了晶体的切割角度,绘制出了角度调谐和波长的关系曲线图;比较了两种切割方式下的晶体有效非线性系数的大小,通过比较,得出=0°,θ=48.37°切割的晶体具有更好的非线性特性的结论;并对该晶体的走离角、允许角、可接受带宽进行了计算,解决了KTA-OPO设计的最基本问题,为下一步的试验工作开展打下了基础。

环形腔2.05μm单谐振KTP晶体光参量振荡器研究

针对大气CO_2浓度探测差分吸收激光雷达的应用需求,采用稳定环形腔和模式匹配设计,搭建了一套单纵模1 064nm激光泵浦的单谐振KTP晶体光参量振荡器,获得高斜率转换效率、基横模的2.05μm波长纳秒激光脉冲输出.在8字形环形行波稳定腔中,将2块II类相位匹配KTP晶体以走离补偿方式放置,在20Hz重复频率下,当泵浦单脉冲能量达到11mJ时,获得了单脉冲能量为2.4mJ的2.05μm信号光输出,脉宽约24ns,斜率效率达到53%.2.05μm信号光光束质量因子在x、y方向分别为1.3和1.2.

铌酸锂用于灯泵Cr-Tm:YAG激光器的调Q与调谐(英文)

为了简化激光器结构,减少腔内损耗,首次提出利用LiNbO3电光晶体较高的色散特性,实现2μm波段可调谐激光器的调Q与调谐。将LiNbO3晶体加工成单块特殊形状的棱镜,作为主动调Q器件,用于2μm波段灯泵Cr!Tm:YAG激光器,以产生巨脉冲,该棱镜还同时具有调谐的功能。将该棱镜插入室温灯泵的Cr!Tm:YAG激光器中,实现了1.95～2.08μm范围的调Q、调谐运转,重复频率为1～5 Hz。实验结果表明,所提出的方法可行。

泵浦线宽和波长飘移对全固态Tm激光器性能的影响（英文）

为了研究泵浦带宽和波长飘移对全固态激光器的影响,进行了光谱分析和热效应分析,该分析是在准三能级Tm:YAG激光器上进行的。提出光谱模型和晶体热模型,用来研究不同泵浦带宽下Tm激光器的效率和热效应。在Tm激光实验中,结构紧凑、高效率的键合Tm激光器得到验证,中心波长输出在2 013.2 nm。这一激光器的泵浦源是0.1 nm窄线宽的光纤耦合激光二极管,其输出波长是784.9 nm。最大输出功率为7.96 W,斜率效率为62.5%,光-光转换效率为53.3%。当耦合透过率为3%时,激光功率从1.87 W增大到14.93 W,激光波长从2 013.25～2 014.53 nm飘移。当耦合透过率为5%时,输出波长从2 013.91 nm飘移到2 014.26 nm。尽管晶体的最高温度会稍有上升,但0.1 nm窄带宽泵浦可以有效提高激发效率,因此具有更高的激光效率。通过综合考虑泵浦带宽和波长飘移以及增益介质的光谱分布,该研究可以扩展到其他固体激光器来选择泵浦源,有助于实现高效的激光系统。

高单脉冲能量被动调Q锁模Tm,Ho:LLF激光器

报道了一种采用氧化石墨烯作为可饱和吸收体的二极管泵浦的被动调Q和调Q锁模运转的Tm, Ho:LLF激光器。采用透过率分别为3%、5%和9%的输出镜,首先研究了Tm, Ho:LLF激光器的连续运转特性。实验和模拟结果均表明采用透过率为9%的输出镜输出特性最好,当最大泵浦功率为20 W时,连续光输出功率高至1 793 mW。接着以氧化石墨烯为饱和吸收体,采用透过率为9%的输出镜研究了Tm, Ho:LLF激光器的调Q和调Q锁模特性。实验表明:当790 nm LD泵浦功率小于7.26 W时,激光处于单纯调Q运转状态;当大于7.26 W时,激光器进入稳定的调Q锁模状态,当最大泵浦功率为20 W时,最大输出功率为1 052 mW,锁模重复频率为53.19 MHz,对应的平均单脉冲能量为19.77 nJ,该单脉冲能量是目前2μm锁模激光器的最高指标,同时证实了氧化石墨烯材料在大能量高功率激光锁模中是发展潜力优良的二维锁模材料。

激光二极管抽运Tm:YAP脉冲激光器研究

采用激光二极管(LD)单端抽运a轴切割的Tm:YAP晶体,实现了声光调Q脉冲激光输出。模拟分析了a-cut的Tm:YAP晶体的热透镜效应,使用Comsol软件模拟晶体内部温度分布,在此基础上设计了平凹腔型结构。研究了自由运转与调Q运转情况激光的输出特性。在重频率1k Hz情况下,获得了中心波长为1988nm,单脉冲能量为4.94m J,最窄脉冲宽度为90ns,峰值功率52.22MW的激光输出,光束质量M2因子在x和y方向上分别为2.11和1.88。

基于孤子自压缩的高功率少周期2μm激光产生(特邀)

具有少周期量级脉冲宽度的高功率2μm波段超快激光在非线性频率变换、激光光谱学以及医疗等领域有着重要且广泛的应用。利用高功率2μm超快光源驱动孤子自压缩是产生高功率少周期2μm激光的一种有效方法。文中利用自建的2μm Ho:YAG锁模碟片振荡器作为种子源,在大模场光子晶体光纤中进行光谱展宽并实现孤子自压缩,最终获得了平均功率为10.2 W、脉冲宽度为3个光学周期的2μm激光输出。实验采用FROG对输出脉冲的宽度和光谱进行测量,并与波长计测量的光谱以及理论模拟的结果进行了比较,验证了实验结果的准确性。

2μm波段超快激光晶体的研究进展

本文综述了Tm、Ho离子掺杂的双钨酸盐类晶体、YAP晶体、Lu2O3晶体、CLNGG晶体的光谱参数和最新研究进展,以及利用它们作为基质的超快激光器的工作性能,总结了各类激光晶体的晶体性质和优点,并指出具有寻找适合LD泵浦的宽吸收和发射光谱特性的无序结构晶体材料将成为未来的研究方向。

钙钛矿可饱和吸收体红外激光器研究进展

可饱和吸收体激光器具有输出功率大、峰值功率高的特点,在军事、加工、医疗和科学研究领域有广泛的用途,常用于测距、电子器件微加工、大气检测、光谱研究、外科和眼科手术、等离子体诊断、脉冲全息照相以及激光核聚变等方面。近年来,将钙钛矿结构的材料作为可饱和吸收体的激光器比较少,但钙钛矿材料凭借其优异的光电性能作为可饱和吸收体在激光器领域有着出色的表现。本文综述了使用钙钛矿可饱和吸收体的激光器研究进展。最后,对钙钛矿可饱和吸收体激光器在2μm领域的未来发展进行了展望。

2μm波段混合复合谐振腔型单纵模光纤激光器

设计并演示了一种2μm波段高信噪比混合复合谐振腔型单纵模(SLM)掺铥光纤激光器(TDFL)。混合复合谐振腔由基于3个均匀光纤布拉格光栅(FBG)和2个光纤耦合器(OC)的非对称线形复合四腔和基于另外2个OC的双OC环形腔组成。基于游标原理,非对称线形复合四腔可以实现激光SLM选择。双OC环形腔作为窄带滤波器,进一步确保激光器长时间SLM稳定运行。采用放大的1567 nm激光泵浦掺铥光纤,当泵浦功率为2.80 W时,激光输出中心波长为2049.160 nm,输出功率为15.47 mW,光信噪比高达75.65 dB,200 min测量时间内波长和功率波动分别小于0.005 nm和0.85 dB,10 min测量时间内激光可以保持稳定的SLM运行,激光器的阈值泵浦功率和斜率效率分别为1.75 W和1.43%。提出的TDFL在自由空间光通信、激光雷达、光学传感等领域具有潜在的应用价值。

2μm波段Tm,Ho:YAlO_3激光器研究进展及展望

2μm波段激光在医疗、环境监测、激光雷达、遥感探测、测距领域具有十分广阔的应用,近年来成为中红外光源研究的热点。Tm,Ho:YAlO3晶体具有较好的机械和热性能,能实现多种2μm波段激光连续及脉冲输出。对国内外2μm波段Tm,Ho:YAlO3激光器的研究进展进行了归纳与总结,包括Tm/Ho单掺YAlO3激光连续及脉冲振荡技术手段,Tm,Ho:YAlO3激光连续及脉冲振荡技术手段,高功率Tm,Ho:YAlO3激光器研究的最新进展等。技术手段涉及主动调Q、被动调Q、Tm激光抽运Ho激光等,并对Tm,Ho:YAlO3激光器的进一步发展及应用给予了展望。

基于全光纤滤波技术的多波长掺铥光纤激光器

设计了一种基于马赫-曾德和光纤光栅滤波结构的掺铥光纤激光器,实现了2μm波段多波长激光输出。马赫-曾德滤波器由2个3 d B耦合器构成,光纤光栅反射波长为1950.35 nm,滤波器的波长间隔为1.6 nm,激光器阈值为70m W。通过实验证明了采用马赫-曾德结合光纤光栅进行滤波能够有效提高波长稳定性,实验中通过调节偏振控制器能够实现稳定的单波长、双波长及三波长激光输出。1892.2 nm单波长激光的波长漂移和功率漂移分别小于0.6 nm和0.969 d B,边模抑制比为49.75 d B;1902.8 nm和1932.0 nm双波长激光的波长漂移均小于0.4 nm,功率漂移分别小于1.021 d B和2.583 d B;1895.7 nm、1902.5 nm和1931.9 nm三波长激光的波长漂移分别小于0.4 nm、0.3 nm和1.0 nm,功率漂移分别小于2.548d B、1.441 d B和0.809 d B。输出激光3 d B线宽均小于0.8 nm。

23.6W高效率2μm激光器

报道了一台高重复频率高效率2μm激光器.理论计算了1.064μm激光抽运Ⅱ类相位匹配KTP晶体的角度调谐曲线,得出KTP晶体按φ=0°,θ=54°切割可获得近简并波长的2μm激光输出.使用1.064μm Nd∶YAG模块作为抽运源,抽运内腔式双晶体走离补偿双谐振光参量振荡器(DROPO),在7 kHz声光调Q频率下,获得23.6 W的2.12μm激光输出,808 nm激光二极管(LD)出光获得2μm激光的斜率效率超过19%.