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.

基于超薄层MoS_(2)可饱和吸收体的被动调Q固体Nd∶YAG激光器

利用超声剥离法制备了超薄层MoS_(2)纳米片分散液可饱和吸收体,以石英池为容器插入Nd∶YAG激光器的平凹谐振腔中,调节谐振腔镜的位置并增大泵浦功率,成功实现了Nd∶YAG激光器被动调Q脉冲输出。实验结果显示,泵浦功率为2.46 W时,激光器开始调Q运转。泵浦功率为14.55 W时,实现了485 mW的脉冲激光输出功率,重复频率为189.75 kHz,脉冲宽度为1.2μs,对应的最大脉冲能量为2.56μJ。结果表明,超薄层MoS_(2)分散液是适用于1064 nm波长固体激光器被动调Q运转的可饱和吸收体材料。

大功率1.3μm二极管泵浦Nd∶YAG激光器研究

通过二极管侧面环形泵浦方式是目前取得大功率、高光束质量的1.3μm激光的最有效的方法之一。本文采用双泵浦腔串联的对称平平腔结构和优化补偿激光棒热透镜效应的手段,实现了通过注入光功率分摊到两个泵浦腔的方法降低单个激光棒的热效应提高了激光器光束质量,同时又实现了激光功率的提升。实现了平均功率140 W、光束发散角10 mrad、功率不稳定度2%、重复频率10 kHz、脉冲宽度250 ns的激光输出,为拓展相关领域的应用奠定了基础。

大能量电光调Q脉冲序列输出全固态Nd∶YAG激光器

设计了激光二极管侧面泵浦两级放大电光调Q全固态Nd∶YAG激光器,实现间距可调的脉冲序列激光输出。使用U型封装的LD模块对晶体棒进行侧面泵浦,磷酸钛氧铷（RTP）晶体作为调Q晶体,通过提供调Q高压序列,获得了单个脉冲能量大于550 m J,脉冲宽度小于8 ns,脉冲间隔180~240μs可调的脉冲序列输出,脉冲序列间隔稳定,能量保持一致,激光器重复频率5 Hz。

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。

腔外旋转泵浦的Nd∶YAG固体激光器研究

固体激光器的热管理仍然是高功率激光系统发展的一个持续挑战。在激光系统中增益介质和泵浦光之间引入相对运动是一种高效的热管理方案。针对静止泵浦,旋转增益介质泵浦以及泵浦光旋转泵浦3种泵浦方式,借助有限元数值模拟方法分析了Nd∶YAG晶体的温度分布。泵浦光以800 r/min旋转时,在35 W泵浦功率下,使用标准的热沉冷却技术,晶体的最高温度达到约36℃,仅增加约16℃,这远低于静止泵浦时的142℃。实验设计并演示了一种腔外旋转泵浦的Nd∶YAG激光器,得到了12.2 W的1 064 nm连续输出,斜率效率为37.2%,这大于静止时的35.1%,实验结果与理论结果相符合。研究表明,腔外旋转泵浦的固体激光器拥有高效的热管理。

低能量Q开关Nd:YAG激光器和调Q开关紫翠宝石激光器治疗黄褐斑的疗效和安全性

目的评估低能量Q开关Nd∶YAG激光器和调Q开关紫翠宝石激光器治疗黄褐斑的疗效和安全性。方法采用低能量Q开关Nd∶YAG激光器和调Q开关紫翠宝石激光器治疗32例黄褐斑患者,以色素消退≥90%为痊愈,色素消退60%~89%为显效,色素消退30%~59%为有效,色素消退<30%为无效。结果32例患者中,21例(65.6%)痊愈,11例(34.4%)显效,痊愈患者平均治疗(10.2±3.5)次(4~15次),显效患者平均治疗(11.4±2.5)次(10~14次)。淡褐色黄褐斑患者的痊愈率和显效率分别为81.3%和18.7%,深褐色黄褐斑患者分别为50.0%和50.0%,两组相比差异有显著性(P<0.05)。病程小于2年患者的痊愈率和显效率分别为87.5%和12.5%,病程大于2年患者分别为58.3%和41.7%,两者相比差异也有显著性(P<0.05)。所有患者均未见色素加重和疤痕,仅1例出现暂时性色素脱失。结论低能量Q开关Nd∶YAG激光器和调Q开关紫翠宝石激光器可安全有效地治疗黄褐斑,黄褐斑的颜色和病程是疗效的影响因素。

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。

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%.

多量子阱InGaAsP实现Nd:YAG激光器被动锁模

采用InGaAsP多量子阱作为可饱和吸收体,以及Nd∶YAG激光器的耦合输出镜,实现1.06μm激光的被动锁模运转.当激光器腔长为115 cm时,在平凹腔结构中获得平均脉宽23 ps、能量7 mJ的单脉冲序列;在平凸腔结构获得平均脉宽21 ps、能量10.5 mJ的单脉冲序列.比较平凹腔和平凸腔结构的Nd∶YAG激光器的锁模效果,并根据样品结构和可饱和吸收体被动锁模理论,分析半导体多量子阱材料InGaAsP实现被动锁模的机理.

高效率二极管端泵浦Nd∶YAG连续激光器

文中介绍了高效率二极管端泵浦 Nd∶ YAG连续激光器。用准连续 1W激光二极管作泵浦源 ,激光工作介质为5 mm× 5 mm的 Nd∶ YAG棒。谐振腔为典型平凹腔 ,输出镜为凹面镜 ,研究了几种不同反射率和不同曲率半径的输出镜对输出功率的影响。得出最佳反射率 98.3% ,最佳曲率半径 15 5 .6 mm,最大输出功率 2 4 4 .4 m W,光 -光效率 4 2 .1% ,斜效率 6 2 % ,腔长 37.4

LD泵浦Nd∶YAG微片激光器异常强度噪声研究

针对实验中发现LD泵浦Nd∶YAG微片激光器的三类异常强度噪声,其强度波动幅度达20%～30%,严重影响了系统的稳定性,从理论和实验上对这三类强度噪声的特性进行了研究,包括外部光回馈引入的功率波动,LD异常噪声向固体激光器的传递,端泵浦偏离引起的模式耦合等。就各类噪声来源分别提出了相应的消除方法,抑制了微片Nd∶YAG激光器输出功率噪声,改善了激光输出特性,满足了频差精密测量的需要。

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。

高掺杂浓度Nd∶YAG微片激光器获得高效激光输出

用温度梯度法成功地生长了高掺Ｎｄ:ＹＡＧ晶体(Ｎｄ掺杂浓度高达３ａｔ．%)采用脉冲和连续的钛宝石激光器作为抽运源,对掺杂浓度分别为２ａｔ．%和３ａｔ．%的Ｎｄ:ＹＡＧ晶体微片进行了激光实验,获得了高效的激光输出．

输出镜透过率对Cr∶YAG被动调Q激光器的影响

对LDA端面泵浦Cr∶YAG被动调Q Nd∶YAG激光器的输出特性进行了深入细致的研究,重点分析了输出耦合镜的透过率(T=3%、8%、20%、30%、40%)对平均输出功率、脉冲宽度、重复频率、以及单脉冲能量和峰值功率的影响。研究结果表明:在特定的激光参数下,Cr∶YAG被动调Q Nd∶YAG激光器的某些输出参数由输出镜透过率决定。T=8%时可以获得最大输出功率与重复频率,而T=20%时,可以获得最窄脉冲宽度、最高峰值功率以及最大单脉冲能量。

应用Nd∶YAG激光加工连杆初始裂解槽

为改善连杆裂解槽加工精度和质量,进而提高裂解连杆的成品率,通过试制两种连杆产品,确定了激光加工参数。采用Nd∶YAG固体激光器对两种类型的连杆进行了裂解槽激光加工试验,分析了采用不同切割参数加工的裂解槽质量,并对激光切割参数进行了优化。结果表明:激光峰值功率、离焦量、切割速度、脉冲频率、辅助气体压力、激光入射角等对裂解槽的加工质量均有很大的影响,其中激光峰值功率2.4kW,脉冲时间0.4ms时,切槽深度为0.453～0.457mm,当脉冲频率与切割速度比值约为3,在非正离焦量状态下,所加工的裂解槽对连杆的裂解非常有利,能够满足M0406连杆的裂解质量要求。

二极管端面抽运千赫兹激光器

大功率千赫兹激光器作为雷达系统的核心部分之一,在大气科学的研究中显得极为重要。实现大功率千赫兹激光器的可行方式之一是采用主振荡功率放大器。为了获得窄脉宽、高光束质量的千赫兹主振荡器,采用二极管端面抽运的千赫兹电光调Q Nd∶YAG激光器的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了重复频率1kHz、脉冲宽度5ns、单脉冲能量2.7mJ的1064nm激光输出,光光转换效率40%、光束质量M2=1.2。结果表明,该研究为1kHz,500W,10ns绿光主振荡功率放大器提供了合格的种子源。

毫秒激光器高频电光调Q技术

对连续激光器和脉冲激光器的理论进行了研究和分析,研制出毫秒量级宽脉冲Nd∶YAG激光器,其输出脉冲宽度为1～6ms,输出波长为1.064μm,能量为2～6J。利用电光效应,实现该激光器高重复频率电光调Q,调Q频率为1～5kHz,在每个宽脉冲中可以获得5～30个窄脉冲,每个窄脉冲宽度为30～50ns。通过调节泵浦电脉冲的脉冲宽度,可以调整宽脉冲Nd∶YAG激光器的输出能量和脉冲宽度。

Nd∶YAG连续激光诱导下硅中钛过饱和掺杂研究

为了在硅中掺入过饱和的过渡金属杂质,采用自行设计的线形大功率Nd∶YAG激光辐照表面溅射钛的硅片,对辐照后样品进行了俄歇电子能谱测试,利用2维热力学模型,对连续激光扫描的过程进行了热力学模拟。结果表明,硅中的钛掺杂浓度远高于钛在硅中的固溶度,钛的最高浓度在表面下方一定距离处;硅片中的最高温度并不在硅的表面,温度分布导致了钛的分布不在表面;模拟结果与实验结果吻合得较好。线形连续激光能够通过对材料表面扫描辐照的方式进行加工,实现过饱和掺杂。