Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的理论模拟

为了使CTH∶YAG激光器的设计得到更好的优化,从晶体光谱吸收特性、离子间能量转移过程及准三能级运转方式对CTH∶YAG激光器的工作特性进行了理论分析;依据速率方程理论建立了CTH∶YAG激光器运转的理论模型.模拟能量输出与试验结果较好的吻合,验证了此理论模型描述CTH∶YAG激光器运转规律的合理性.模拟结果表明:CTH∶YAG激光器的激光脉冲输出与泵浦有较长的时间延迟且伴随较强的驰豫振荡,冷却温度对激光输出产生较大的影响.

多路高功率Cr,Tm,Ho:YAG激光器技术

文中介绍了四路Cr,Tm,Ho∶YAG激光器在设定时序下轮流工作,顺序耦合进一根320μm的低OH-石英光纤输出,可以成倍地提高Cr,Tm,Ho∶YAG激光治疗机的输出功率,从而能够适应不同的治疗目的和需要。在三路情况下,当单脉冲最大注入能量为100 J,重频30Hz时,激光器直接输出功率50.17W,光纤末端输出功率35.65W,耦合效率为71%。

重频Cr,Tm,Ho∶YAG激光器输出特性的实验研究

根据对 2 .1 μm波长Cr ,Tm ,Ho∶YAG激光器输出特性的实验研究 ,详细分析了腔长、输出镜透过率、全反镜曲率半径和水温等因素对激光器输出的影响。在镀银腔情况下 ,重频 5Hz时 ,激光阈值为 4 7J,斜效率为 1 .3% ,输入能量为 1 4 4J时 ,最大输出为 7.9W。重频 1 0Hz时 ,激光阈值为 4 5J,斜效率为 1 .1 % ,输入能量为 1 2 1J时 ,最大输出为 9.7W。

Cr，Tm，Ho：YAG激光器输出的实验研究

为了研究Cr,Tm,Ho∶YAG激光器输出脉冲能量和晶体温度的关系,利用有限元的方法计算了不同制冷温度和抽运功率情况下晶体内温度的分布,从而分析温度分布对激光实验输出的影响。控制制冷液温度在15℃、重频5Hz时,获得最大能量为217m J的脉冲输出,斜效率约为1.4%;而重频10Hz时,最大单脉冲输出仅为56m J,斜效率约为0.9%。结果表明,制冷温度和频率的增加都将大大增加激光的抽运阈值,同时降低输出效率。

Cr,Tm,Ho:YAG激光器温度特性的数值分析

为了分析CTH:YAG激光器在受激跃迁时的温度特性,从速率方程中腔内光子数密度出发,考虑CTH:YAG的准三能级特性以及Tm-Ho准热平衡体系的影响,定义了相对振荡效能参量。采用数值模拟的方法,分析了相对振荡效能的温度特性,得到了其温度变化曲线。结果表明,CTH:YAG的相对振荡效能是温度的非线性减函数,且存在截止温度使腔内振荡无法产生;截止温度与Tm-Ho准热平衡体系的储能成正比,相对振荡效能也随Tm-Ho准热平衡体系的储能的增大而增大。这一结果为CTH:YAG激光器受激跃迁的温度特性提供了理论依据,对改善其工作特性和优化输出结果具有指导性意义。

多路Cr,Tm,Ho:YAG激光器合光路的设计

在介绍国外四路Cr,Tm,Ho:YAG激光器的基础上,提出了三种四路Cr,Tm,Ho:YAG激光器合光路经光纤输出的方案,并进行了比较,最终确定了基于平面的四路Cr,Tm,Ho:YAG激光器合光路设计方案。在三路情况下,当单脉冲最大注入能量为100J,重频30Hz时,激光器直接输出功率50.17W,光纤末端输出功率35.65W,耦合效率为71%。经文献调研,目前所达到的输出功率处于国内领先水平。

2．1μm波长Cr，Tm，Ho∶YAG激光器的进展

根据国内外的文献资料对２．１μｍ波长Ｃｒ，Ｔｍ。

Cr,Tm,Ho:YAG激光器耦合效率与束腰关系实验研究

热透镜效应对大功率激光器的光纤耦合系统起着明显的作用。Cr,Tm,Ho:YAG激光器输出的光束为多模光束,文章通过计算不同光束质量和散角的光束的束腰直径和束腰位置,对系统透镜的焦距进行优化计算,实验证明,修改后的光纤耦合系统的耦合效率相对原耦合系统有明显提高,耦合后的光纤末端输出能量明显提高,在使用小孔径的光纤时,可以获得更高能量的输出。

Cr,Tm,Ho∶YAG激光器能量输出与碎石实验研究

为了研究Cr,Tm,Ho∶YAG激光器输出功率的影响因素,采用改变可控因素冷却水温的方法,获取激光器的抽运阈值和输出功率的变化,并分析了冷却温度、频率及功率的关系。结果表明,激光器阈值随着温度及频率的升高呈增长状态,冷却温度及重频的增加都将导致激光器输出效率的降低;在重频为20Hz时,激光的输出功率达到10.1W,光纤末端的输出功率为7.3W,总的耦合率为72%;在单脉冲能量2.0J^2.5J、重频20Hz^25Hz下,对人体肾部结石能够达到预期的粉碎效果。

室温下Ho∶YAG激光器输出3J的2．1μm激光

根据对２．１μｍ波长Ｃｒ，Ｔｍ，Ｈｏ∶ＹＡＧ激光器的实验研究，详细分析了冷却温度。

2.1μm激光晶体Cr,Tm,Ho∶YAG的生长、光谱和激光性能

采用提拉法成功生长出了优质的Cr,Tm,Ho∶YAG晶体,并对其光谱及激光性能进行了研究。测量了晶体在350~2700 nm波段内的吸收光谱。用450 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.1μm激光上能级的寿命为10.65 ms。用F-L公式计算了晶体在2.1μm处的发射截面为6.92×10^(-20)cm^2,并与其他Ho^(3+)掺杂的激光晶体进行了对比。采用氙灯泵浦Cr,Tm,Ho∶YAG晶体棒,实现2.1μm的脉冲输出。在3 Hz和10 Hz时的激光阈值分别为33.11 J和33.88 J,斜效率均为4.5%,比市售成熟的激光棒的激光输出效率更高。

Cr,Tm,Ho:YAG激光碎石仪及碎石实验研究

为了促进Cr,Tm,Ho∶YAG激光碎石仪在临床中泌尿科的应用,分析了Cr,Tm,Ho∶YAG激光的工作原理及钬激光碎石仪结构组成,以40名输尿管结石患者为例,对比分析钬激光碎石技术及气压弹道碎石技术的效果,实验结果表明:Cr,Tm,Ho:YAG激光组、气压弹道组两组患者的碎石成功率均为100%,Cr,Tm,Ho:YAG激光碎石患者的住院时间和手术时间明显缩短,具有良好的应用价值。

医用高功率CTH∶YAG脉冲激光器

为了提高Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的输出功率对CTH∶YAG准三能级能量转移特性进行了分析,优化了谐振腔的腔长及腔镜的曲率半径,采用了高漫反射陶瓷聚光腔.结果表明,有效抽运光谱带的反射率高达95%,在冷却水温为19℃,抽运能量为159 J时,获得最大单脉冲输出能量5.11 J,斜率效率5.6%.

Cr,Tm,Ho∶YAG中Tm→Ho的能量转移

本文采用Boltzmann分布近似 ,计算了不同温度下Tm→Ho的净能量转移 ;计算了实验中不同温度下Ho3 + 离子的荧光发射强度在整个Tm—Ho体系荧光发射中的比例。我们的实验和计算表明 ,对Tm—Ho准三能级体系采用Boltzmann分布近似 。

掺Cr^(3+),Tm^(3+),Ho^(3+)离子的YAG晶体的光谱性能

作者测试了Ｃｒ３＋，Ｔｍ３＋和Ｈｏ３＋离子在ＹＡＧ晶体中的吸收谱、荧光谱及荧光衰减寿命。计算了Ｃｒ３＋向Ｔｍ３＋和Ｈｏ３＋及Ｔｍ３＋向Ｈｏ３＋的能量转移效率。表明在（Ｃｒ，Ｔｍ，Ｈｏ）：ＹＡＧ晶体中由于加入Ｃｒ３＋，Ｔｍ３＋离子，使Ｈｏ３＋离子被敏化，荧光强度增大。（Ｃｒ，Ｔｍ。

(Cr,Tm,Ho):YAG晶体中Tm^(3+)离子的中介能量转移作用

测定了晶体的吸收谱，荧光谱和荧光寿命，用Taylor和Dexter理论计算了Cr3+－Ho3+,Cr3+－Tm3+和Tm3_－Ho3+离子间能量转移效率和转移几率．讨论了（Cr，Tm．Ho）：YAG晶体中Tm3+的能量转移中介作用．

医用钬激光器的试验研究及设计

根据对2.1μm波长Cr,Tm,Ho:YAG激光器进行的试验研究,分析了冷却温度、透过率对激光输出的影响。在紧包腔情况下,得到室温时1Hz时的单脉冲能量3.4J,5Hz时的脉冲能量4.8J。同时,解决了激光器低温工作时的水汽附着导致的晶体损伤问题。

人眼安全2μm全固态激光器

近年来,由于人眼安全的2μm波段激光在军事,医疗,遥感方面日趋广泛的应用,对高效,紧凑,长寿命,稳定性好的激光器的需求越来越迫切。本文就目前国内外2μm波段全固态激光器的现状作了详细的介绍,并在提高2μm全固态激光器输出功率的前景方面提出了一些自己的建议。

用于尿道碎石术的医用钬激光器设计

本文介绍了用于尿道碎石术的医用钬激光器的研制、主要性能及特点 。

高平均功率室温运转闪光灯抽运Cr：Tm：Ho：YAG激光器

报道了氙灯抽运的2.1μmCr:Tm:Ho:YAG激光器。室温下Cr:Tm:Ho:YAG为准三能级系统,振荡阈值高,掺杂离子间存在复杂的能量转移过程。采用优化掺杂浓度配比的激光晶休,长脉冲抽运,实现了室温下2.1μm波长激光输出。采用了高漫反射陶瓷聚光腔,对有效抽运光谱带的反射率高达95%。冷却水温15℃条件下,重复频率10 Hz,获得最大平均功率23.5 W;重复频率5 Hz,获得最大激光脉冲能量2.58J,最大斜率效率4.3%。