Nd:GdTaO_(4)/Cr^(4+):YAG键合晶体调Q激光器脉冲输出特性理论研究

根据激光速率方程,对Nd: GdTaO_(4)/Cr^(4+):YAG键合晶体调Q激光器的脉冲输出特性进行了理论研究。系统分析了1.06μm波长附近可饱和吸收体Cr^(4+):YAG的初始透过率和激光谐振腔输出镜的反射率对调Q激光器的脉冲重复频率和脉冲宽度的影响。在初始透过率T0一定时,研究了不同反射率的输出腔镜与调Q激光脉冲宽度的关系,当R=0.7时,脉宽达到了0.24 ns。同时理论模拟了输出镜反射率为固定值时,激光器输出特性与初始透过率T0之间的变化关系。研究发现,随着初始透过率增大,脉冲宽度有下降趋势,在T0=0.76获得0.264 ns的脉冲宽度,但是,输出脉冲的重复频率逐渐增大。研究结果表明,可饱和吸收体初始透过率和输出镜反射率对Nd: GdTaO_(4)/Cr^(4+):YAG调Q激光器输出脉冲的影响程度不同,选择合适的T0和R可以输出理想的激光脉冲。

LD抽运Cr^(4+)∶YAG高重复率被动调QNd∶YVO_4激光器

采用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体,实现连续激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YVO4激光器的高重复率被动调Q·在注入抽运功率为8.8W时,得到重复频率23.8kHz、平均功率1.21W的调Q脉冲序列;每个脉冲能量为51μJ、脉宽为25ns、峰值功率达到2.03kW·实验上研究了脉冲重复频率、平均输出功率、脉冲宽度、单脉冲能量与抽运功率、输出镜透过率的关系·实验结果表明,当抽运功率较大时,脉冲重复频率和输出平均功率随着抽运功率的增加而减小,对此进行了合理的理论解释·

体光栅输出被动Cr^(4+):YAG调Q单纵模Nd:YAG激光器研究(英文)

以Cr4+:YAG为饱和吸收体,体布拉格光栅为耦合输出窗,研究了被动调Q闪光灯泵浦Nd:YAG单纵模激光器.通过扭转模腔和体布拉格光栅相结合的方式获得单纵模输出,提高了单纵模输出能量及稳定性.对于不同初始透过率的Cr4+:YAG晶体,得到了单纵模输出能量和脉宽的曲线.单纵模激光最大线宽约为78 MHz.最大单纵模单脉冲输出能量为20.8 mJ,最小的脉宽为13.2 ns,最大峰值功率为1.18 MW.

半外腔Nd:YAG和Nd:YVO_(4)微片固体激光器的腔调谐特性研究

微片固体激光器具有体积小、寿命长等优点,是精密测量仪器的重要光源。构建了平-平、半外腔的Nd:YAG和Nd:YVO_(4)微片激光器,通过控制压电陶瓷伸缩改变激光器的谐振腔长,同时使用F-P扫描干涉仪和波长计观察纵模和波长。研究了这2种微片固体激光器的腔调谐特性,包括腔长与光功率的关系,激光纵模扫过出光带宽过程的光功率和单、双纵模变化的规律。实验结果表明:腔调谐过程中单、双纵模交替出现,腔长和泵浦电流共同影响激光器的输出模式和光功率。

LD泵浦的Cr^(4+)∶YAG/Nd∶YLF激光器

文中介绍的小型LD端面泵浦的Nd∶YLF激光器,采用Cr4+∶YAG作为被动Q开关,在1-100Hz的重复频率下可以实现脉冲能量30～40μJ,脉宽4～5ns的1053nm的单纵模激光脉冲输出。

LD泵浦Cr^(4+),Nd^(3+):YAG自调Q腔内倍频激光器研究

Cr^(4+),Nd^(3+):YAG晶体的激光特性得到了系统研究。在LD泵浦下,Cr^(4+),Nd^(3+):YAG晶体获得了1.064μm的自调Q激光输出.激光平均输出功率达到3.36 W,脉宽65 ns,重复频率87 kHz,光-光效率为15.3％.加入KTP晶体后实现了自调Q腔内倍频,获得了532 nm的绿色脉冲激光输出:平均功率达到1W,脉宽210 ns;重复频率47 kHz,光-光效率为6％.对自调Q激光及其腔内倍频发现的现象进行了讨论。

LD抽运的Nd:YLF/Cr^(4+):YAG被动调Q激光器

报道了激光二极管(LD)抽运的Nd∶YLF激光器,采用平凹腔结构,分别用两片Cr4+∶YAG可饱和吸收晶体,实现了被动调Q,输出激光波长为1053nm。采用厚度为0.5mm小信号透过率为90%的Cr4+∶YAG,在泵浦功率最大为17W时,输出脉冲宽度为60.6ns,平均功率为1.5W,重复频率为9.5kHz,单脉冲能量为157.9mJ;采用厚度为0.55mm小信号透过率为95%的Cr4+∶YAG,在泵浦功率最大为17W时,输出脉冲宽度为68.6ns,平均功率为1.35W,重复频率为14kHz,单脉冲能量为96.4mJ。

Cr^(4+):YAG被动调Q Nd:YAG陶瓷激光器输出特性研究

本文对Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG陶瓷激光器的输出特性进行了理论和实验研究。在相同泵浦功率和不同输出耦合透过率条件下,实验测量了被动调Q陶瓷激光器的输出激光重复频率、平均输出功率以及单脉冲能量,并与理论计算结果进行了比较。研究结果表明,随着输出耦合透过率的增加,输出激光重复频率单调减小,而平均输出功率及单脉冲能量则呈现出先增加后减小的变化趋势,只是平均输出功率及单脉冲能量所对应的最佳输出耦合透过率会有所不同。

双波长输出的Nd:YAG/Cr^(4+):YAG激光器的腔设计与参数选择

设计了能同时输出波长为1.06μm的调Q脉冲和波长为1.44μm的调Q包络下的自锁模脉冲的Nd:YAG/Cr4+:YAG激光器的腔结构。通过理论分析和数值计算,选择了合适的谐振腔参数,使Cr4+:YAG内的泵浦光和振荡激光模式得到匹配;以及可利用Cr4+:YAG的自聚焦和软光阑效应相结合形成的等效可饱和吸收体,实现1.44μm激光的克尔透镜锁模。

LD泵浦Nd∶LuVO_4/Cr^(4+)∶YAG被动调Q激光器

采用大功率半导体激光器端面泵浦Nd∶LuVO4晶体,利用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收元件,实现了1.06μm激光的被动调Q运转.在泵浦功率为19.1W时,获得最高平均输出功率为4.58W,脉冲宽度为84ns,单脉冲能量为36.6μJ以及峰值功率为436.2W的激光脉冲.

稳定的高重频Cr^(4+)∶Nd^(3+)∶YAG自调Q激光器

在平平腔的Cr4+∶Nd3+∶YAG激光器中,采用内置f=70mm双凸透镜形成等效腔和用1mm小孔光阑进行横模限制的方法,获得了高重频、高光光转换效率、稳定的激光脉冲序列。在泵浦功率17. 2W时,获得了平均功率4. 7W,其光光转换效率达到了27. 3%。此时的重复频率及其标准方差为42±1kHz,脉宽及其标准方差为9. 57±0. 187ns,示波器采集的光脉冲值幅度及其标准方差为471±36μW。对应的峰值功率和单脉冲能量分别达到了13kW和115μJ。据我们了解,这是迄今为止LD端面泵浦的自调Q激光器获得的重复频率最高且稳定的实验结果。

基于体布拉格光栅的Nd:YAG/Cr^(4+):YAG激光器波长调谐特性

通过建立包含体布拉格光栅波长特性的速率方程模型,模拟了不同泵浦功率、体布拉格光栅中心衍射效率和带宽情况下,激光器的波长调谐特性,包括波长调谐范围、激光光谱、能量和脉冲宽度。实验搭建了以体布拉格光栅作为输出镜的激光二极管泵浦Nd:YAG/Cr^(4+):YAG激光器,测试了不同体布拉格光栅温度和泵浦功率时的激光波长、线宽、能量和脉冲宽度,实验结果和理论分析结果基本相符。在重复频率为10 kHz,脉冲宽度为40μs,峰值功率为10.7 W的矩形脉冲泵浦下,通过调整中心衍射效率为70%,带宽为60 pm的体布拉格光栅温度,获得了1 063.77~1 064.48 nm的波长调谐。当体布拉格光栅为50℃时,获得了单脉冲能量为109.5μJ,脉冲宽度为1.71 ns,中心波长为1 064.432 nm,线宽为38.3 pm,光束质量M~2因子小于1.2的激光输出。研究结果可为体布拉格光栅的应用、激光器的光谱分析及设计提供参考。

LD泵浦Cr^4＋：YAG被动调Q锁模Nd：Gd0.42Y0.58VO4激光器

理论和实验研究了LD泵浦Nd∶Gd0.42Y0.58VO4/Cr4+∶YAG被动调Q锁模激光器·在分析Cr4+∶YAG晶体能级结构和调Q锁模物理过程的基础上,通过数值模拟给出了Cr4+∶YAG调Q锁模的参量要求,然后进行了实验验证·实验中Cr4+∶YAG的初始透过率T0分别为86.3%、95%,输出镜的透过率T分别为10%、20%,在其他条件不变的情况下构成四种不同的组合,均实现了激光器的调Q锁模运转·实验结果表明,降低Cr4+∶YAG的初始透过率T0或提高输出镜透过率T有利于获得较好的锁模效果,与理论分析一致·

Nd:YVO_4/Cr^(4+):YAG被动调Q锁模激光器锁模特性的研究

通过实验比较了Nd:GdYVO4和Nd:YVO4晶体腔内的倍频特性,比较了不同输出透过率和不同泵浦功率时的锁模特性,讨论了影响锁模的主要因素.通过对实验结果的分析得到如下结论:利用连续LD泵浦Nd:YVO4/Cr4+:YAG可以实现调Q锁模激光输出.当腔长较短时,只能实现调Q激光输出,当腔长增加,腔内功率密度增加时,实现了调Q锁模激光输出.

Nd:YAG/Cr^(4+):YAG/YAG键合晶体调Q激光输出特性研究

对激光二极管端面抽运Nd:YAG/Cr^(4+):YAG/YAG键合晶体的1 064nm被动调Q激光性能进行了研究.对比分析了Cr^(4+):YAG晶体初始透过率分别为84.9%和90.6%的调Q激光输出特性,以及不同耦合输出镜透过率对调Q性能的影响.结果表明,在特定抽运功率下,各输出特性参数的优化(高输出功率,高重复频率,窄脉冲宽度)分别对应一个最佳的输出镜透过率;随着抽运功率增加,对应最佳的输出镜透过率越大.对比两种初始透过率的Cr^(4+):YAG晶体对应的激光输出特性,84.9%初始透过率的晶体获得相对较低的平均输出功率,但相应的重复频率较小,脉冲宽度窄,使得调Q激光的峰值功率明显提高.采用30%透过率的耦合输出镜和10.4 W入射抽运功率下,获得了3.2 W平均输出功率、9.7ns脉冲宽度和52kHz重复频率的激光输出,经计算可知峰值功率达6.3kW.

Cr^(4+):Nd:YAG被动调Q激光器周期的实验研究

对存在激发态吸收的被动调QCr4 + :Nd :YAG激光器 ,采用Hopf分岔条件和微分方程的稳定性分析 ,确立了在一定范围内的Q脉冲重复频率解析表达式 ,并以实验对结论进行了验证 。

小型Cr^(4+)∶YAG调Q重频热传导冷却(Nd,Ce):YAG激光器研究

对小型Cr4 + ∶YAG被动调Q重频热传导自然冷却 (Nd ,Ce) :YAG激光器进行了理论与实验研究。采用氙灯泵浦 ,注入能量 3.6～ 4 .8J ,实现重频 (2～ 5pps)单脉冲能量输出 10～ 15mJ ,最大单脉冲输出能量 2 5mJ ,脉宽 6～ 12ns ,对应的静态能量输出 2 0～ 30mJ ,动静比达 50 % ,实现了器件的小型化和工程化 ,器件工作的环境温度范围达 +6 0℃～ - 4 0℃ ,可用于机载激光测距。

键合Nd∶YAG/Cr^(4+)∶YAG被动调Q微片激光器的优化设计

为了提高LD抽运脉冲微片激光器的输出性能和系统的集成度,采用龙格-库塔法对包含自发辐射与抽运速率的被动调Q速率方程进行了数值求解,结合被动调Q激光器输出参量的表达式对LD端面抽运的键合Nd∶YAG/Cr^(4+)∶YAG微片激光器输出参量进行了数值仿真。结果表明,利用长度1mm/1.5mm的键合Nd∶YAG/Cr^(4+)∶YAG晶体作为增益介质,当Cr^(4+)∶YAG的初始透过率为75%、输出镜的透过率为30%、抽运光和腔内基模光半径均为100μm时,能够在抽运功率为4.5W的条件下实现平均功率0.7W、脉冲宽度174ps、重复频率16.1kHz的理论激光输出。该研究对被动调Q微片激光器的参量优化和应用具有理论指导意义。

Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合棒的制作与激光性能

采用直接键合的方法将Nd:YAG激光棒与Cr4+:YAG调Q元件结合在一起,对Nd:YAG棒和Cr4+:YAG在键合前后的激光性能进行了实验比较。结果表明,键合技术能够有效地提高输出能量,压窄脉宽。