紧凑高效型百瓦级2μm棒状Tm:YAG激光器

报道了一种结构紧凑、高效率、高功率的2μm棒状Tm∶YAG激光器。通过优化设计三向激光二极管(LD)侧面泵浦激光模块,提高了晶体棒内泵浦光的功率密度。激光谐振腔采用平平腔结构,包含单个激光模块,几何腔长为88 mm,整台激光器结构简单、紧凑且体积小。激光模块通过一个水冷机进行冷却,在冷却温度为12℃条件下,获得了最高功率为119 W、波长为2.02μm的激光输出,光-光转换效率为19.6%,斜率效率达32.7%。该激光器可在最大输出功率下连续稳定运转2 h,功率波动小于1%,晶体端面及光学元件表面不结霜。实验测得x和y方向的光束质量因子分别为21.01和21.68。这种紧凑、可靠、高效的百瓦级2μm激光器对于医疗和科学研究等应用具有重要意义。

四棒串接连续灯泵浦Nd:YAG大功率激光器

报道了一种符合工业应用的四棒谐振腔连续Nd:YAG激光器。实验中采用对称放置方式四棒串接谐振腔得到2 105 W的平均功率输出,光束参数积24 mm.mrad,系统总光电转换效率达到3.5%。还对影响激光器工作的因素进行了理论分析。

双棒串接Nd：YAG激光器的稳区分析和实验研究

用传输矩阵法理论分析了在含热致双折射补偿和不含热致双折射补偿两种情况下,r偏振和Ф偏振对双棒串接激光器谐振腔稳区的影响.选用低掺杂浓度的Nd∶YAG棒,实验上用含90°石英旋光片的双棒对称平行平面短腔获得了最佳实验结果.1064nm激光最高输出功率达482.3W,对应光-光转换效率为40.2%.

高平均功率六棒串接脉冲Nd:YAG激光器

报道了一种腔内六棒串接的脉冲Nd:YAG激光器。采用4×4矩阵对晶体棒失调角度对谐振腔光轴的影响进行了理论分析,给出了六棒串接脉冲激光器中晶体棒失调角度的允许范围。在串接实验中,谐振腔采用对称平平腔结构,通过调整每根晶体棒的失调角度到允许范围内,实现了六棒串接脉冲Nd:YAG激光器。在输入电功率86kW,占空比17%时,获得了平均功率3 018W的脉冲激光输出,峰值功率17.75kW,最高单脉冲能量为66J,光束参数乘积为26.3mm.mrad,电光转换效率3.5%,长时间工作不稳定性小于2%。

一种泵浦Nd∶YAG用环形阵列半导体激光器

研制了一种泵浦Nd∶YAG棒的环形阵列准连续半导体激光器,分析了影响器件光电参数的几个主要因素,对实验结果进行了讨论。该器件采用单量子阱光电分别限制异质结结构,激光器的峰值波长为808±3nm,工作电流100A时,输出功率大于1200W(占空比为1%),光谱半宽小于4nm。

脉冲激光二极管端面泵浦Nd:YAG棒时变温度场

在脉冲激光二极管(LD)泵浦的激光晶体中存在升降温的时变过程,为解决脉冲LD端面泵浦的激光晶体产生的热效应问题,基于热传导方程,采用特征函数法和常数变异法得到了脉冲超高斯光束端面泵浦Nd:YAG棒的时变温度场的一般解析表达式。同时定量分析了单脉冲和重复脉冲端面泵浦Nd:YAG棒的时变温度规律。研究结果表明,重复脉冲端面泵浦Nd:YAG棒时,棒内温度随时间呈锯齿状变化,经过一段时间后最终呈稳定的周期性分布;棒内温度也随泵浦脉冲束腰半径的减小和占空比的增大而增大;脉宽越宽时,棒内温度的波动幅度也越大。研究方法和所得结果还可以应用到激光系统的其他时变热问题的研究中,对解决激光系统的热问题具有理论指导作用。

双端面泵浦Nd:YAG激光晶体棒温度特性研究

为解决激光双端面二极管泵浦Nd：YAG激光晶体热效应问题,根据激光晶体的吸收特性参数,近似计算了双端面泵浦光在晶体内部的体积热源表达式,通过matlab软件模拟了双端面泵浦光在晶体内部产生的温度场分布。研究结果表明：分别使用30W泵浦光在晶体两个端面注入时,晶体棒内最大温升为650K,研究结果为提高全固态Nd：YAG激光器性能提供了理论依据。

二极管泵浦固体激光器研究现状

第10届旅德中国物理学者年会于1999年9月10～12日在柏林举行。我国有中国科学院代表团、中科院物理研究所代表团和三位特邀代表(山东大学王继扬教授,南京大学祝世平教授,四川大学吕百达教授)参加会议。吕百达在大会上作了题为"Flattened Gaussianbeams:their propagation properties and a comparison with super-Gaussian beams"的特邀报告,并被选为旅德中国物理学会特邀理事。

二极管泵浦Nd:YAG棒双通放大器技术

二极管泵浦Nd:YAG棒双通放大器采用两个峰值功率6.5 kW激光泵浦模块作为泵浦源。每个激光泵浦模块由81个二极管激光器组成,Nd:YAG棒直径为6 mm,Nd掺杂质量分数1%。在两个封装方式和结构一致的激光泵浦模块之间采用光学像传递和插入90°石英旋转片进行退偏补偿。在重复频率400Hz,谐振腔输出单脉冲能量6 mJ时,双通输出400 mJ,激光器光光转换效率为12.3%,光束质量4.6,脉宽15ns。

LD端面泵浦变热传导系数Nd:YAG晶棒温场特性

为了解决激光二极管泵浦激光晶体产生的热效应问题,对激光晶体内的温升进行了解析分析与定量计算。通过对激光二极管端面泵浦激光晶体工作特点的分析,建立了符合实际工作情况的热模型。考虑到晶体材料热传导系数受其宏观温度变化的影响,应用常数变易法以及特征函数法得到了变热传导系数Nd:YAG晶体棒在端面泵浦情况下温度场的一般表达式。定量计算了激光二极管超高斯分布泵浦光阶次、泵浦功率、光斑尺寸以及晶棒半径对其温度场分布的影响。研究结果表明:使用输出功率为60 W的激光二极管端面泵浦掺钕离子质量分数1.0%的Nd:YAG晶棒,若耦合入射的3阶超高斯光束泵浦光斑半径为400μm,晶棒半径为1.5 mm,长度为8 mm时,Nd:YAG棒内最大温升为343.9℃;而将其热导率视为定值时,晶体的最大温升只有222.7℃。研究结果为正确计算Nd:YAG晶体温度场分布提供了方法,并为提高全固态Nd:YAG激光器性能提供了理论依据。

Nd:YAG激光器的阈值能与钕浓度的函数关系

为了求得低阈值能的最佳激光振荡条件,本文讨论了Nd:YAG激光器的阈值能性质与钕离子浓度的函数关系。实验用的晶体掺以给定的钕离子浓度,并用提拉法生长。原材料Al2O3,Y2O3和Nd2O3的纯度达99.99％。

双棒串接Nd:YAG激光器的稳定特性研究

采用激光谐振腔的矩阵理论对双棒串接的Nd:YAG激光器的稳定特性进行了分析,给出了对称放置的平行平面腔稳区范围。计算结果表明,合理选择棒的位置及工作参数,可以提高激光器的输出功率。根据理论分析的结果,设计了双棒串接激光器,获得了840W的输出功率。

二极管抽运高功率Nd∶YAG棒状激光器

介绍Atsushi Takada等人研制的全固态棒状激光器,平均功率大于10kW,用于高速和高精度材料加工,如切割和焊接。2000年他们开发了全固态棒状激光器系统,平均功率在3kW量级,以连续波运转平均功率5.1kW,用连续波和准连续波组合运转得到3.3kW。连续波运转时,电光效率22%,准连续波操作时,平均功率2kW,电光效率26%。

双棒串接双声光器件调QNd:YAG激光器的研究

研究了一种谐振腔内由氪灯抽运的双 YAG棒和两个小功率电源同步驱动的双声光器件串接的调 QNd:YAG激光器 ,给出了谐振腔的最佳腔长和最佳输出镜的透过率 ,最大激光平均功率达到 110多瓦。研究了在不同调 Q重复频率下的激光输出特性。

双棒串接、声光调Q Nd:YAG激光器

在计算谐振腔稳定参数 (A+ D) / 2基础上 ,采用双捧串接、声光调 Q,获得了 75 W1.0 6 μm准连续激光输出。在此基础上 ,腔内插入一块 8mm× 8mm× 7mm的高纯 KTP晶体 ,获得了 31.1W的倍频绿光输出。

测量Nd:YAG激光器热透镜焦距的新方法

提出一种测量大功率连续Nd:YAG激光器有效热透镜焦距的新方法。利用腔的临界稳定条件,通过测量临界稳定点的输出功率,计算出激光棒的径向和切向的热透镜焦距,以及有效平均热焦距。这种方法不需要特别的仪器,且操作简单;与探测光束法测量的偏差为±10%,要小于非稳腔法的±20%。

31.5W太阳光抽运Nd∶YAG固体激光器

设计了一种阈值较低的太阳光直接抽运的Nd∶YAG固体激光器,采用有效面积为1.03m2、焦距为1.2 m的菲涅耳透镜为第1级太阳光会聚装置,分腔水冷型镀金锥形腔为第2级太阳光会聚装置。在液体导光透镜和镀金锥形腔的共同作用下,通过端面、侧面同时抽运直径为5 mm、长度为75 mm的Nd∶YAG螺纹晶体棒,获得了连续稳定的1064nm激光输出。利用光学设计软件ZEMAX和激光谐振腔仿真软件LASCAD建立理论模型,通过数值模拟验证实验结果并优化系统设计。该太阳光抽运Nd∶YAG固体激光器的激光输出功率最高为31.5 W,收集效率为30.58 W/m2,激光器阈值功率为102 W,斜率效率为4.25%,太阳光到激光的能量转换效率为3.2%。

陶瓷激光器的研究进展

综述了多晶透明陶瓷的研究现状,着重讨论了Nd∶YAG多晶陶瓷作为激光棒的可行性以及优势所在。