KTP OPO产生2.7μm波段高峰值功率激光实验研究

通过1 064 nm激光泵浦KTP晶体光参量振荡(OPO)技术获得了高峰值功率2.7μm波段激光输出,对实验结果开展了详细的分析。泵浦源为电光调Q Nd:YAG激光器,光参量振荡器谐振腔采用单谐振结构,将两块相同的KTP晶体光轴相向放置以补偿走离效应,KTP晶体按?=0°,θ=62°切割以获得波长2.7μm波段激光输出,采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以利用较大的非线性系数。在泵浦能量为89 m J,脉宽10 ns的条件下,获得脉冲能量7.5 m J,波长2.67μm,脉宽8.5 ns的激光输出。

500mJ输出人眼安全环形腔KTP-OPO激光器

采用重复频率30 Hz、输出能量1.2 J的单模Nd∶YAG激光器来泵浦非临界相位匹配的单共振环形腔KTP-OPO,实现了输出能量500 mJ、转换效率53%的人眼安全激光。可应用于激光测距、目标指示等应用领域。

Nd^(3+):YAG固体激光器泵浦的KTP-OPO实验研究

利用电光调Q脉冲Nd3+∶YAG固体激光器的532nm绿光作为抽运光源,以Ⅱ类相位匹配(θ=90°,φ=0°)、尺寸7mm×7mm×20mm的KTP晶体为参振晶体,构建了光参量振荡器实验系统.系统将入射抽运光振荡产生1 215nm的参量光及946nm的信号光,结果显示:最高耦合输出为12.14mJ,抽运光能量与参量光能量的最高转换效率为10.82%.

小型一体化1.57μm人眼安全激光频率转换KTP OPO

Ⅱ类非临界相位匹配 (NCPM)钛氧磷酸钾 (KTP)光学参量振荡器 (OPO)是获得人眼安全 1.5 7μm激光的重要手段。本文研制了小型一体化人眼安全 1.5 7μm KTP OPO,可方便地对原有激光测距机的 10 6 4 nm Nd:YAG激光源直接进行频率转换。泵浦能量约 2倍阈值处 ,单谐振能量转换效率约为17.5 %。

利用光学参量振荡器(OPO)测定KTP晶体折射率温度系数

文章提出了一种利用光学参量振荡器Optical Parametric Oscillator(OPO)测定KTP晶体折射率温度系数的实验方法。利用这种方法得到了KTP晶体折射率的温度系数。该方法具有操作简单、测量精度高和测量温度范围广等特点,并可用于其它多种非线性晶体折射率温度系数的测试。该系数对晶体的研究和晶体在非线性作用过程中的位相匹配有实际意义。

二极管泵浦腔内OPO高重复频率2μm激光器

概述了2μm激光器的发展状况及应用背景, 通过对2μm激光两种实现方式的比较,最终采用了可调谐方式间接获得2μm激光的方案。以1.06μm激光为泵浦源,采用二极管泵浦腔内OPO的方案能有效提高泵浦峰值功率密度,有利于实现高重复频率2μm激光输出。利用KTP晶体在特定切割角度下实现波长简并输出,合理设计OPO腔,可以有效提高2μm激光的输出效率。同时进行了激光输出实验,实现了功率11.2 W的2 m波长激光输出。

2～4μm可调谐OPO参量允差的数值分析

计算了小信号近似下,KTP晶体中三波互作用允许角,分析了允许角随输出波长的变化规律。研究了Nd:YAG1064nm泵浦的KTP OPO在x—z调谐面上的相位匹配,输出波长不同时失配角的变化对相位失配系数的影响,晶体长度对允许角的影响,以及在一定的调谐精度范围内晶体长度对转换效率的影响。所得结果对红外可调谐参量振荡器的技术设计提供了理论依据。

514.5nm泵浦KTP晶体的连续光学参量振荡器的研究

对Ar+激光器产生的514.5nm的连续光泵浦KTP晶体的光学参量振荡器(CW-KTP-OPO)做了理论上的分析,分别讨论了KTP晶体在Ⅱ类相位匹配时x-z平面和x-y平面内的匹配情况,数值模拟了其角度调谐曲线,并且计算了两种匹配方式下的有效非线性系数及其阈值功率,证实了其实验的可行性,并最终确定了晶体的切割角为θ=-90°、φ=50.6°,可以有效输出1.029μm左右的的参量光。

纳秒近红外KTP光学参量振荡器的理论设计

对纳秒近红外KTP光学参量振荡器（KTP-OPO）进行了全面系统的理论设计。讨论了KTP-OPO的相位匹配，计算了KTP的走离角、允许角和有效非线性系数，数值模拟了角度调谐曲线和增益曲线，从而确定了调谐范围为1．35～2．0μm，晶体切割角为59．6°。同时，分析了晶体长度、走离角以及输出镜耦合率对OPO阈值的影响，总结了降低参量阈值的几种方法。

Ar^+激光器泵浦的连续波KTP光学参量振荡器研究

对Ar+激光器泵浦的连续波KTP光参量振荡器(cwKTP-OPO)进行了理论研究。讨论了KTP-OPO的相位匹配,计算了KTP的有效非线性系数、走离角及允许角,数值模拟了KTP-OPO的转换效率和振荡阈值。同时,分析了相位失配、晶体长度以及输出镜耦合率对转换效率和阈值的影响。本文对连续波KTP光参量振荡器的初步设计和优化有一定的参考价值。

外腔式KTP光学参量振荡器的实验研究

利用脉冲氙灯抽运的Nd:YAG被动调Q激光器输出的1.06μm激光脉冲泵浦KTP光学参量振荡器,获得脉宽3 ns、单脉冲能量30mJ、中心波长1568nm的信号光输出。信号光脉冲宽度(3ns)比抽运光脉冲宽度(12ns)小得多。实验表明,随着OPO腔长的增加单脉冲输出能量减小,随着抽运光能量的增加单脉冲输出能量增大,对此给予了合理的理论解释。

Ar^3＋激光器泵浦的连续波KTP光学参量振荡器的研究

对Ar3+激光器泵浦的连续波KTP光参量振荡器进行了理论设计。通过对KTP-OPO相位匹配、有效非线性系数以及振荡阈值的数值计算,从而确定了晶体的切割角为θ=90°,φ=40°。同时决定采用双振荡的运转方式。本文对连续波KTP光参量振荡器的初步设计和优化有一定的参考价值。

可调谐中红外OPO激光器研究

研究了一种中红外可调谐OPO激光器,泵浦源为输出能量200 mJ能量的1.06μmNd∶YAG激光器,OPO采用XZ平面内二类匹配的KTP-OPO,实现了信频光1.5～2.0μm、闲频光2.3～3.6μm的波长调谐,光光转换效率10%以上。

双波长输出KTP光学参量振荡器

随着人眼安全激光器在军事上的广泛应用,光电对抗需要一种能够同时输出一定能量1.5x μm激光和1.06 μm激光的 OPO 装置。对 OPO 装置的工作物质、系统结构和各项参数进行设计,并研制出1.57 μm激光和1.06 μm双波长非临界相位匹配 KTP 光学参量振荡器(OPO)。使用 Nd:YAG 激光器1.06 μm激光泵浦,获得12 mJ/Pulse 的1.57 μm激光和57 mJ/Pulse 的1.06 μm激光,重复频率为1 Hz,单谐振效率达到15%,光束发散角约为3 mrad。

3～5 μm固体激光器

概述了中红外激光器的应用背景,介绍了国外研究现状及发展趋势,提出了用固体办法实现中红外激光有效输出的技术途径和方案,对固体中红外激光输出所需要的2 μm激光泵浦源技术进行了探讨和方案比较,最终选用了 OPO 技术间接获得2 μm激光的方案。以二极管泵浦1.06 μm激光为泵浦源,采用双谐振腔内 KTP OPO 的方式,进行了激光实验,实现了功率23.9 W 的2 μm波长激光输出。在此2 μm激光泵浦源基础上,提出了实现室温运转的中红外固体激光 ZnGeP_2 OPO 的技术方案并进行了实验,最终成功实现中红外激光输出,在约5 kHz 时,中红外激光输出功率4.09 W。

ZnGeP_2晶体差频产生THz波的研究

为利用差频技术获得窄带、低重复频率的THz脉冲输出,将双波长KTP-OPO作为泵浦源,ZnGeP2作为差频晶体时,在满足typeⅡ相位匹配条件下,可以实现(0.5-2.7)THz,峰值功率为W量级的THz波输出。

基于光参量振荡器的重频人眼安全激光器技术研究

对KTP-OPO的相位匹配进行了理论分析和计算,并绘制了角度调谐曲线。基于光参量振荡器,选用KTP非线性晶体,在1.57μm人眼安全激光波段进行了实验研究。将脉冲氙灯侧面泵浦Nd∶YAG 1.064μm激光应用于腔内KTP-OPO设计中,在工作频率5 Hz时,输出激光能量32 mJ,脉冲宽度7.22 ns,光-光转换效率为41%。这一结果使重频远距离人眼安全激光测距成为可能。

Ar^＋激光器泵浦的连续光学参量振荡器的理论设计

对Ar+激光器产生的514.5nm的连续光泵浦KTP晶体的光学参量振荡器(CW-KTP-OPO)做了理论分析,讨论了KTP晶体采用II类临界相位匹配(CPM)时的角度调谐曲线、有效非线性系数以及走离角,并针对所设计的条件计算了KTP晶体的泵浦阈值。合理设计腔内各个器件的参数,最终确定晶体切割角度为θ=67°,φ=0,°此时可以产生中心波长为1.55μm的信号光。

双波长钛氧磷酸钾内腔光学参量振荡激光器

为实现1.06μm波长激光向人眼安全1.57μm激光的能量转移,同时在输出光束中保留原1.06μm波长的泵浦光,以得到双波长激光的混合输出。本文从光参量振荡器(OPO)的基本原理出发,对磷酸氧钛钾(KTP)晶体的光学参量振荡(OPO)获得重频双波长激光输出的过程进行了理论分析和实验研究。采用内腔OPO(IOPO),工作在重频20 Hz下,获得了1.57μm和1.06μm双波长激光混合输出能量大于38 m J,其中1.57μm波长信号光20 m J,脉宽5 ns;1.06μm泵浦光18 m J,脉宽6 ns,并且波形未出现外腔OPO所观察到的中央凹陷,实验结果与理论分析相吻合。

高效率非临界相位匹配KTP光学参量振荡器

利用Nd∶YAG激光器1．064μm基频光抽运非临界相位匹配KTP（θ＝90°，＝0°）光学参量振荡器（OPO），获得1．57μm相干光和高达64％的能量转换效率，分析了非临界相位匹配方式对KTP晶体定离效应和接收角的影响，并对OPO的阈值、效率、输出的光束质量进行了讨论。