瓦级激光二极管端面抽运351nm紫外激光器

研制了输出功率达瓦级的351 nm准连续紫外激光器。激光器采用激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YLF晶体和声光调Q技术,实现了1 053 nm准连续基波振荡。在结构简单的V型腔中,两块Li B3O5(LBO)晶体对基频光进行二倍频和三倍频,获得了高功率351 nm准连续紫外激光输出。在LD抽运功率为14 W、声光调Q激光器的调制频率为1 k Hz的工作条件下,得到351 nm紫外激光平均输出功率为1.12 W、脉冲宽度为34 ns、单脉冲能量为1.12 m J、峰值功率达32.94 k W。LD抽运光到351 nm紫外激光的光-光转换效率达到8%,电光效率为3.4%,光束质量良好。

重复频率可调窄脉宽228 nm紫外激光器

紫外激光器是研究紫外共振拉曼光谱的重要工具,拉曼信号可以通过共振拉曼效应得到增强,从而降低拉曼测量的探测极限。本文研究了一种输出波长为228 nm的窄脉宽全固态紫外激光器。首先,以Nd:YVO4作为增益介质,采用电光调Q腔倒空技术,实现了纳秒量级914 nm基频光输出。然后,经过偏硼酸锂(LBO)晶体产生二次谐波,最终经偏硼酸钡(BBO)晶体获得四次谐波228 nm紫外激光。在此基础上,进一步研究了不同重复频率时基频光和倍频光功率的变化规律,优化了紫外激光器的输出效率。实验结果表明:当总抽运功率为30 W时,在10 kHz重复频率下,可获得最高平均功率为84 mW的228 nm紫外激光输出。228 nm激光在5~25 kHz重复频率范围内连续可调,脉冲宽度保持在2.8~2.9 ns,能够满足紫外光谱检测技术领域的应用需求。

高效率、高峰值功率351nm准连续紫外激光器

报道了一台高效率、高峰值功率351 nm紫外激光器。采用激光二极管(LD)端面抽运Nd:YLF晶体声光调Q获得准连续窄脉宽1 053 nm基波振荡,腔外两块LiB_3O_5(LBO)晶体紧贴输出镜放置,对基频光进行二倍频和三倍频,获得了高峰值功率351 nm紫外激光输出。在LD抽运功率为14 W、声光调Q激光器的调制频率为1 kHz的工作条件下,基波平均输出功率为1.45 W时,得到351 nm紫外激光平均输出功率450 mW,1 053 nm基频光到351 nm紫外光转换效率高达31.04%,脉冲宽度为7.5 ns,峰值功率达60 kW,光束质量良好。

全固态355nm连续紫外激光器的优化设计

通过优化腔型设计,实现了LD端面抽运Nd:YVO4腔内三次谐波转换全固态连续355 nm紫外激光器高效率输出。选用平-凹腔结构并考虑到Nd:YVO4晶体的热透镜效应、模式匹配、倍频晶体位相匹配等因素对输出功率的影响,对谐振腔长进行了详细的分析计算。在激光谐振腔内,1 064 nm的基频波经KTP晶体倍频产生532 nm激光,二者再经LBO晶体和频获得了355 nm紫外激光。当LD抽运功率为3 W时,355 nm连续紫外激光输出功率达6.4 mW。与折叠腔进行比较,发现在小功率抽运情况下,直腔结构紧凑、易于调节、输出功率较大。

LD抽运355nm连续紫外激光器

报道了一台LD端面抽运Nd:YVO4晶体的内腔三次谐波转换的全固态连续紫外激光器。在谐振腔内,1064nm的基频波经Ⅱ类相位匹配KTP晶体进行二倍频产生532nm波长激光,二者再经Ⅰ类相位匹配LBO晶体进行和频获得355nm紫外激光输出。在Nd:YVO4晶体的外端镀1064nm/532nm双波长高反膜作为输入镜,其与输出镜构成平-凹腔结构,并考虑到Nd:YVO4晶体所产生的热透镜效应,对腔长进行了详细的分析计算。当LD抽运功率为3W时,获得4.2mW连续运转的355nm紫外激光。

高能量高转换效率355 nm紫外激光器

为了得到一种三倍频效率高达60%的355 nm脉冲激光器,采用曲率半径分别为2 m的凹凸高斯镜和9 m的平凹全反镜组合作为谐振腔,加以电光调Q,得到1 064 nm高光束质量激光输出,再将其进行行波放大,获得重复频率10 Hz、脉宽7.3 ns、单脉冲能量1.01 J的1 064 nm基频光输出。利用Ⅰ类相位匹配LBO晶体进行二倍频、Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行三倍频以得到波长为355 nm的紫外光输出。通过二倍频和三倍频输出特性和非线性晶体参数的分析和实验调试,最终获得了单脉冲能量为608 m J、脉宽为5.7 ns、线宽为2 nm的紫外激光输出。通过优化二倍频的转换效率,可使1 064 nm基频光到三倍频得到的355 nm紫外光的转换效率达60%。

371~385 nm可调谐翠绿宝石连续激光器

371~385 nm波段的紫外激光器可以应用在超精密材料加工、激光多普勒冷却、光子纠缠和量子通讯等诸多领域。为实现这一波段激光输出,报道了一台可调谐翠绿宝石连续紫外激光器。首先,采用了水平偏振的635 nm红光半导体激光二极管阵列作为抽运源。其次,选用V型折叠腔结构,端面泵浦了长度为10 mm、Cr^(3+)掺杂浓度为0.2at.%的国产翠绿宝石晶体,再利用长度为7 mm的Ⅰ类位相匹配偏硼酸钡晶体进行腔内倍频。最后,微调节BBO晶体角度,实现了波长可连续调谐的371~385 nm连续运转的紫外激光输出。当泵浦光功率为17 W时,在波长为378 nm处得到最大稳定输出功率为1.25 W,泵浦光到紫外光的最大转换效率约为7.3%,波长为378 nm紫外激光光束质量因子沿着x和y方向分别为1.13和1.12。

蓝光二极管双端抽运Pr:YLF晶体320 nm紫外激光器(特邀)

设计了一种采用不同波长的蓝光二极管合光作为抽运源并采用双端抽运的方式抽运Pr:YLF晶体320 nm紫外激光器。该激光器结构采用V型折叠腔结构,使用波长分别为444 nm和469 nm、抽运功率分别为3 W和1.4 W的蓝光激光二极管作为抽运源,对12 mm长、0.3%掺杂浓度的Pr:YLF晶体进行抽运,并且使用三硼酸锂晶体作为倍频晶体来实现倍频,匹配方式为I类相位匹配。通过对谐振腔参数进行优化,当5700 mW的抽运功率注入晶体时,输出了1005 mW最大输出功率的320 nm紫外连续激光,光光转换效率约为17.6%。

351 nm紫外光对梓木表面性能和组成的影响

紫外光辐射会引起木质文物出现表面变色、皱缩、开裂、翘曲等损伤,严重影响木质文物的保存、观赏和研究价值。梓木为木质文物常用的基材和修复材料,为了研究室内环境中紫外光辐照对梓木表面性能和化学成分的影响,以我国大别山梓木为对象,采用UVA-351紫外光模拟加速试验,研究了梓木材料在试验过程中的含水率、质量损失率、表面色差、形貌、结晶度,以及表面官能团、碳和氧含量变化,并分析其老化失效机制。结果表明:梓木经351 nm紫外光辐照30 d后其含水率由初始态的9.0%下降为5.9%后基本保持稳定;质量损失率增加,质量损失率曲线符合幂指函数规律w=4.0t 0.14;表面颜色由淡黄色转变为暗黄棕色,并出现皱缩现象,梓木劣化特征明显。梓木表面木质素的芳环特征峰经紫外辐照5 d后降解消失,木质素骨架吸收峰强度降低;XPS分析结果显示梓木表面的O1s含量升高,C1s含量下降,其氧碳比(O/C)增加,表面氧化程度增加。木质素降解是梓木劣化的主要原因,纤维素晶格结构未发生明显变化,纤维素和半纤维素相对含量增大。研究内容可对梓木文物修复和存放、现存文物劣化维护以及服役寿命预测提供理论指导和数据支持。

关于266nm紫外激光器的探究

266nm紫外激光器具有的高效率、全固化、工作稳定、使用年限长等优势,使得其近年来在诸多领域内得到了很好的应用。现已成为国际上众多激光器研究学者关注的焦点和未来激光器发展的热点。围绕着266nm紫外激光器,本文主要介绍了紫外激光的特点与应用领域,266nm紫外激光器倍频的基本原理与实验装置,并对实验结果进行了详细分析。

高效率LD端面抽运准连续355nm激光器

报道了一台激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO4晶体腔内倍频和腔外和频相结合的声光调Q准连续355 nm紫外激光器。采用LD端面抽运双侧翼键合YVO4基质的Nd∶YVO4晶体,在腔内置入Ⅰ类相位匹配的LiB3O5(LBO)晶体进行倍频实现1 064 nm和532 nm双波长准连续激光输出,通过消色差透镜将双波长激光聚焦耦合到Ⅱ类相位匹配的LBO晶体中进行和频,并采用双向和频光路,获得了高效率、高光束质量、高重复频率的准连续355 nm紫外激光输出。在抽运功率为28.6 W、重复频率为20 kHz时,355 nm激光最大输出功率4.2 W,脉宽为20.6 ns,光-光转换效率为14.7%,激光器光束质量因子Mx2和My2分别为1.29和1.23。

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%。

基于Nd∶YAG/Cr∶YAG复合晶体的全固态紫外激光器

被动调Q产生1064 nm脉冲激光在腔外聚焦后入射到KTP中,产生532 nm的倍频光,再通过LBO和频产生355 nm激光。当抽运功率为3.4 W时,基频光调Q输出平均功率为350 mW,峰值功率达3.5 kW。腔外二倍频532 nm绿光输出平均功率为110 mW,用Ⅰ类相位匹配LBO晶体和频获得36 mW的355 nm的紫外激光输出,三倍频效率（1064-355 nm）达到10.2%。由于Cr∶YAG晶体达到饱和吸收后,会呈现出各向异性的特征,对基频光的偏振状态有很大影响。实验中必须合理放置复合晶体,使基频光的偏振状态为近似线偏振以提高转换效率。

全固态连续228 nm深紫外激光器研究

采用V型腔腔内二倍频和透镜聚焦方式腔外四倍频结构,基于Nd:YVO_(4)准三能级激光系统914 nm基频光级联非线性光学频率变换获得连续波228 nm激光输出。在通常情况下,与脉冲运转方式相比,连续运转激光实现透镜聚焦腔外倍频需要较高的平均功率和较好的光束质量。为了获得较高457 nm连续激光输出性能,理论计算V型腔分臂的长度变化对腔内不同位置光斑大小的影响;实验研究了V型腔不同分臂长度对LD端泵Nd:YVO_(4)/LBO产生457 nm激光输出性能的影响。最终,在泵浦功率为26 W时,获得功率为2.2 W的TEM_(00)模连续波457 nm激光输出,利用I类临界相位匹配BBO晶体对其进行腔外倍频,获得功率为6 mW的228 nm连续波深紫外激光,激光光斑呈椭圆形,一小时内功率稳定性为1.8%。

LD侧面抽运全固态Nd∶YAG紫外激光器的研究

为了使侧面抽运全固态355nm紫外激光器输出高质量光束的紫外激光,采用腔内光束传输矩阵模拟的方法,进行了谐振腔优化和腔内倍频和频结构设计。通过理论分析和实验验证,取得了输入电功率为280W、声光调制频率为40k Hz时,355nm紫外激光的输出功率为10.58W、激光脉冲宽度20ns、光束质量因子M2=1.3的数据。结果表明,侧面抽运腔内倍频与和频可实现近基模高功率紫外激光的输出。这一结果对紫外激光器的工程化有一定指导意义。

半导体泵浦全固态紫外激光器

报道了LD泵浦Nd:YAG,经过KTP和LBO晶体中的倍频、和频,产生355nm紫外激光的全固态调Q激光器。当泵浦功率为100W,脉冲频率5kHz时,产生的1064nm基频光功率为20W,绿光功率为5.62W,输出450mW的紫外激光脉冲,转换效率为8%。

高功率高光束质量全固态内腔三倍频355nm激光器

通过设计优化二倍频晶体的参数,较好地补偿了基频光与倍频光在三倍频晶体中混频时产生的走离效应。通过设计优化谐振腔参数,增大了三倍频晶体处基频光束的光斑半径,使穿过三倍频晶体的基频光束接近平行,从而减小了三倍频晶体处基频光束的发散角,进一步提高了三倍频转换效率。当泵浦注入功率为96.8 W,脉冲重复频率为35 kHz时,355 nm紫外激光的平均输出功率最高为14.1 W,10 h的功率稳定性(均方根)优于0.9%,光束质量因子优于1.18。整个系统具有结构简单、平均功率高、功率稳定性高、光束质量好等优点,适合进行产品化开发。

全固态深紫外激光器研究进展

深紫外激光器(DUV)在工业、军事、医疗和科研等领域有广泛的应用。介绍了全固态深紫外激光器的增益介质以及用于产生深紫外激光的非线性光学晶体,回顾了以固体或光纤激光器为基频光通过非线性频率转换技术产生DUV激光器的研究进展,阐述了掺Nd^(3+)增益介质准三能级激光系统与四能级系统存在差异的原因。介绍了作者团队由掺Nd^(3+)准三能级激光系统所产生的0.9μm基频光获得228 nm激光的研究进展。

紧凑型激光二极管端面抽运Nd:YVO_4内腔三倍频355nm紫外激光器

报道了一台激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO_4晶体,利用两块LBO晶体进行内腔二倍频和二倍频,实现了高效率、高峰值功率355 nm激光准连续输出的紧凑型全固态紫外激光器。激光腔采用简单平平直腔,腔长仅108 mm。当注入抽运功率6.76 W,重复频率20 kHz时,355 nm激光输出平均功率最高达245 mW,相应的光光转换效率为3.62%,脉冲宽度为8.0 ns,脉冲峰值功率为1.52 kW,输出功率短期不稳定性小于4.2%,光束质量良好。通过采用内腔倍频技术和设计合理的腔结构,整台激光器结构紧凑,体积小巧,便携性强,适合于中小功率紫外激光的输出,有利于进一步拓宽紫外激光器的应用领域。

全固态高重复频率244 nm紫外激光器

研究了全固态脉冲运转腔外倍频244 nm深紫外激光器。采用V型谐振腔及主动调Q技术,对双二极管阵列抽运的914 nm和1047 nm基频光进行腔内和频产生488 nm高重复频率脉冲激光。在总抽运功率为44 W时,488 nm激光输出功率为527 mW。利用Ⅰ类相位匹配BBO晶体进行腔外倍频,实现了平均功率为28 mW的244 nm深紫外激光输出,重复频率为4 kHz,脉冲宽度为17.8 ns,倍频效率为5.3%。