微片Nd∶YAG双频激光器腔调谐现象研究

基于微片Nd∶YAG正交偏振双频激光器,研究了若干重要的双频激光器腔调谐现象,包括光强调谐、频差调谐、子谐振腔效应及频差闭锁等,给出了实验结果和数据。腔调谐下,正交双频的频差调谐量约为350kHz;存在子谐振腔效应时,频差调谐量最大可达到2MHz;未发现明显频差闭锁现象,频差最小值可达到14MHz。

LD泵浦Nd:YAG晶体双波长和频激光器

通过激光二极管(LD)泵浦Nd:YAG产生1064 nm、1319 nm、1338 nm基频光,利用KTP晶体第二类相位匹配获得波长分别为589/593 nm的和频激光输出。从Nd:YAG晶体能级跃迁特性出发,揭示了Nd:YAG作为工作物质可以产1319/1338 nm激光的可能性。通过非线性光学转换频率及相关理论,分析了产生双波长和频输出的原理,同时也为多波长激光器的研究提供了参考。

基于光谱合束的双波长输出Nd:YAG固体激光器

报道了一种基于光谱合束的Nd:YAG固体激光器双波长光源。系统由两个固体Nd:YAG脉冲激光器通过光谱合束组合而成,两个固体Nd:YAG脉冲激光器可独立工作,有利于输出脉冲的波长调谐、功率调节和相对延迟调整。通过光栅的色散特性以及输出镜的共同外腔反馈将各个激光器锁定在不同波长,从而实现合束,获得的激光源中心波长锁定在1 061.5 nm和1 064.6 nm,两谱线中心间距为3.1 nm,组合光束的输出能量为173 mJ,组合光束的光束质量因子M2为2.8×2.2;两个Nd:YAG激光器独立工作的输出能量分别为94 mJ和92 mJ,在合束方向上的光束质量因子M2分别为2.7和2.1,在非合束方向上的光束质量因子M2分别为2.2和1.9;组合光束的输出能量为两个Nd:YAG激光器能量总和的93%,组合光束的光束质量因子与单个Nd:YAG激光束的光束质量因子M2基本相同。该双波长激光源满足波长间隔小、输出功率大小相近、同光轴等要求,在太赫兹波产生、测速激光雷达以及医疗仪器等应用领域具有重要作用。

双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究

传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的1.06μm激光脉冲输出方法。基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4 mm的最佳面心距。数值分析了相同泵浦功率下-40~60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。计算结果表明在-37℃~60℃范围内,阈值脉宽都在200μs以下,阈值脉宽最低点达到了29.4μs。构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35~60℃时,阈值脉宽变化范围为40~180μs。采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积83.5 mm×44 mm×29.5 mm,重量约为230 g。在23.8%初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42 mJ,脉冲宽度5.2 ns。

扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器

为了产生频差可调谐1 064nm双频激光输出,设计了一种扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔共用相同的Nd∶YAG增益介质,以扭转模结构消弱增益空间烧孔效应,使Nd∶YAG激光器的两个驻波腔均以单纵模振荡,从而获得正交线偏振1 064nm双频激光输出.理论分析了扭转模结构激光单纵模选择原理和双频激光同时振荡原理,实验研究了双频激光振荡特性和频差调谐特性.研究结果表明:双频Nd∶YAG激光器的两个谐振腔能够同时以线偏振单纵模稳定振荡输出,其频差大小可随激光腔长的改变而调谐,频差调谐范围可达1个纵模间隔,实验观察到的频差调谐范围为0.3GHz^3GHz.

失谐扭转模腔双频Nd∶YAG激光器

设计了一种端面泵浦扭转模腔双频Nd∶YAG激光器系统,该激光器以偏振分光棱镜作为偏振元件,Nd∶YAG晶体的两端各放置一个四分之一波片,在垂直于腔轴的平面内旋转其中一个波片,输出连续可调谐双频激光,最大调谐范围为一个激光谐振腔纵模间隔.采用琼斯矩阵进行了理论分析,得出频率分裂量与波片转角成正比关系.实验研究了扭转模腔选模特性、纵模分裂特性和偏振特性.结果表明:两个四分之一波片正交时,激光器输出线偏振单纵模激光,扭转模腔失谐时,单纵模分裂为两个正交的线偏振模,实验获得的最大频率分裂量为3GHz.实验结果与理论分析一致.该连续可调谐双频Nd∶YAG激光器结构简单,可用于激光干涉测量和微波光电子等领域.

1319nm与660nm双波长Nd:YAG激光器的研究

为研究获得高功率红光的有效方法,研制了一种准连续输出1319nm与660nm双波长Nd:YAG激光器.文中分析了波长1319nm激光的辐射跃迁能级,论述了抑制1064nm激光的生成从而提高1319nm激光输出等关键技术,研究了光学镜片的镀膜参数与腔型结构,实现1319nm激光连续输出最高功率43W,以1319nm激光为基频,置入KTP晶体内腔倍频,并设置声光Q开关,获得660nm红光准连续输出2W,实现1319nm与660nm双波长输出.

LD泵浦腔内和频连续500.8nm Nd∶YAG/LBO激光器

讨论和分析了Nd∶YAG激光器实现腔内和频及双波长运转的条件 ,利用激光二极管端面泵浦Nd∶YAG的方式 ,得到 10 6 4nm和 94 6nm连续双波长运转 ,并利用Ⅰ类相位匹配晶体LBO ,实现了 10 6 4nm和 94 6nm激光的腔内和频 ,获得了连续 5 0 0 .

1318.8nm/1338nm同时振荡双波长Nd∶YAG激光器

通过双波长激光理论计算激光振荡的阈值条件,抑制强线 1064nm振荡,成功实现了1318. 8nm/1338nmNd∶YAG同时双波长激光准连续输出,当抽运功率为 2015W时,双波长激光总平均输出功率为 101W,电 光转换效率为 5. 01%,斜率效率为 7. 05%,激光输出功率不稳定度≤±5%。双波长激光中心波长分别在 1318. 8nm、1338. 2nm处,谱线宽度 (FWHM)分别为 0. 407nm、0. 376nm。

Nd∶YAG脉冲激光器双光路输出分时控制系统的设计

针对现有激光器多光路加工特点,采用Nd∶YAG脉冲激光器为光源,研制出激光器双光路输出分时控制系统。提出了具体的分时分光技术方案,设计出能够实现分时分光的分光装置,以及对装置的工作状态进行实时控制的分时控制电路,并确定了系统的程序流程。在不降低输出功率的前提下,实现了激光在不同时间、不同输出端口的输出,完成了分时分光。为避免因分光装置抖动而造成的光纤损坏,利用黑色相纸对光斑进行采样。结果表明:在全反镜改变位置后至激光输出,延时300 ms为最佳时间。该系统能实现激光的时分复用、动态分光,满足了多光路输出需求;而且系统的扩展能力强,能够根据实际激光加工状况,为激光加工设备的改进和升级提供思路。

Nd:YVO_4复合腔激光器双波长激光输出及腔内和频研究

采用两个重叠的共线支腔构成的三镜复合腔,实现LD泵浦的Nd:YVO4激光器的1 064 nm和1 342 nm双波长激光运转。根据双波长振荡阈值相等条件,数值计算了1 064 nm支腔和1 342 nm支腔的腔长、支腔的输出耦合镜透过率之间的关系。合理选择两个支腔的参数,当泵浦功率13 W时,获得1 064 nm激光功率1.59 W,1 342 nm激光功率1.17 W的双波长激光输出。在满足腔内1 064 nm和1 342 nm双波长光子数密度相等的条件下,计算了腔内和频的复合腔Nd:YVO4激光器的腔参数。采用Ⅱ类临界相位匹配KTP晶体作为和频器件,当808 nm泵浦光功率为12 W时,获得340 mW的和频593 nm激光输出。

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%.

LD抽运Nd∶YAG复合腔双波长激光器

研究激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YAG三镜复合腔激光器的1 064,946 nm双波长激光连续运转.在满足双波长激光振荡阈值相等的条件下,考虑Nd∶YAG晶体的热透镜效应,数值计算1 064,946 nm两个子腔的腔长、输出镜透过率之间的关系.结果表明,当Nd∶YAG晶体中抽运光,1 064,946 nm激光的光束半径达到合理匹配时,两个子腔的输出镜透过率之间有确定的关系.选取合适的复合腔结构参数,当抽运功率为9 W时,可同时获得1.1 W的1 064 nm激光,以及500 mW的946 nm激光输出.

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。

利用SBS调Q的喇曼频移Nd∶YAG激光器研究

对采用SBS调Q产生喇曼频移输出的激光器进行了理论分析 ,并对实验结果与染料调Q时的输出进行了对比 ,提出了改进该种激光器性能的方法。

长脉冲双波长Nd:YAG医用激光器的设计研究

阐述了用长脉冲激光进行激光脱毛和治疗皮肤血管性病变的基本原理 ,提出了用一台激光器输出 10 64nm和 5 3 2nm两种波长的长脉冲可变脉宽激光的设计思想。

500.8nm Nd∶YAG青光激光器光学薄膜的设计与制备

从双波长激光运转及和频的机理出发,对LD泵浦Nd∶YAG,LBO腔内和频500.8nm青光激光器所使用的光学薄膜进行了设计和制备·在激光反射镜的设计上,为了达到最佳的和频输出,对膜系要求进行了深入分析.采用对谐振腔一端面反射率固定不变并通过对另一腔镜基频光的透射率进行调谐的方法,在给出合理初始结构后,利用计算机对膜厚进行了优化.并采用双离子束溅射沉积的方法,通过时间监控膜厚法成功制备出青光激光器所使用的全介质激光反射膜,在室温下实现946nm和1064nm双波长连续运转,并通过Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体腔内和频在国内首次实现500.8nm青色激光连续输出.当泵浦注入功率为1.4W时和频青光最大输出达20mW.

纳米Si/SiN_x薄膜的制备及对Nd∶YAG激光器的被动调Q

为了研究纳米硅镶嵌氮化硅薄膜材料的被动调Q特性,采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理在单晶硅衬底上制备该薄膜,用该样品作为可饱和吸收体,在凹-平腔中实现了氙灯抽运Nd∶YAG激光器的被动调Q运转,在抽运重复频率1Hz情况下获得脉宽最小可达19ns的调Q单脉冲输出。并且研究了该薄膜结构特性、激光器参数,如抽运电压、腔长对调Q脉冲输出性能产生的影响。在此基础上,对实验现象产生的原因做了分析讨论。结果表明,纳米硅镶嵌氮化硅薄膜有一定的调Q效果,具有潜在的研究及应用价值。

1.444μm Nd:YAG激光器的实验研究

在理论分析的基础上设计了直腔结构1.444μm Nd:YAG激光器,并进行了实验研究。获得了1.444μm激光输出,当泵浦能量为55 J时,其最高静态激光输出310 mJ。电-光转换效率为0.56%,斜效率为0.81%。并实现了1.444μm调Q输出,脉冲输出能量18 mJ,脉宽150 ns。

双频微片激光器的研究进展

介绍了双频微片激光器的原理与国内外各种双频微片激光器的研究成果及其在精密测量中的应用,尤其是LD泵浦的双频微片激光器。分析了影响双频微片激光器产生大频差的因素,并展望了双频微片激光器今后的发展趋势。