HO^(3+)离子在YAG和YLF晶体中的光学参量

测试了Ho：YAG和Ho：YLF晶体的吸收话和荧光谱，计算Ho^（3＋）离子的振子强度参数f_JJ^t［c］，辐射跃迁几率地A_J，J'荧光辐射寿命τJ［c］，并与实验测得的荧光辐射寿命τJ［e］及振子强度的实验值f_J［e］比较。应用跃迁速率方程计算得出对应2．1μm的荧光强度最大的掺杂离子Ho^（3＋）的最佳浓度分别为～2．5％和～1％左右。讨论了YAG和YLF作为芬Ho^（3＋）的基质晶体优点。

Nd：YLF晶体获得双色输出

华北光电所生长的Nd：YLF晶体最近实现了1．32微米和1．047微米的脉冲双色输出。实验中采用的介质膜片对1．32微米的反射率为100％和95％，对1．047微米的反射率为72％和75．2％。输入50焦耳时，1．32微米输出72．6毫焦耳，1．074微米输出79．2毫焦耳。1．32微米的阈值为4．8焦耳，1．047微米的阈值为21．1焦耳。这两种波长的阈值及输出能量之比与腔的调整有关。通过调整腔可获得1．32微米的纯输出。输入50焦耳，

超低温条件下的Ho3+:YLF光学制冷性能研究

在Ho3+:YLF晶体的光学制冷中,能量传递上转换过程与温度具有很强相关性。所以,为进一步研究Ho3+:YLF晶体的在超低温下的光学制冷性能,首次探讨了温度对Ho3+:YLF晶体制冷的影响。基于能量传递上转换理论及其能级结构,给出了Ho3+离子光学制冷的理论模型,并数值模拟了等效外量子效率随温度的变化规律。为探究环境温度对Ho3+:YLF晶体光学制冷性能的影响,数值模拟了系统制冷效率和制冷功率密度随温度和掺杂浓度的变化规律。在超低温情况下,可以通过适量增加掺杂离子浓度来提高系统的制冷效率,在接近室温时,浓度的增加会给系统制冷带来负面影响,大幅降低可实现制冷的最大温度。

Nd：YLF激光晶体生长研究

本文介绍了顶部籽晶溶液提拉法生长Ｎｄ：ＹＬＦ晶体的一系列关键技术：组分配比的选择、高纯原材料的制备、生长装置的设计、温场的调试、漂浮物的消除和工艺参数的确定等。通过实验获得了Φ１７ｍｍ×１５０ｍｍｃ轴和Φ１５ｍｍ×１３０ｍｍａ轴晶体毛坯，加工出了Φ４～５ｍｍ×６０～１１０ｍｍ激光棒，晶体质量达到目前国际水平。

四方晶系Nd:YLF晶体的热效应

工作物质的热效应是固体激光器的一个重要研究课题。空间群为4_1/α的四方晶系Nd:YLiF_4(Nd:YLF)是一种优良的激光晶体,文献[1]报道了输出功率达40W的TEM_(00)模Nd:YLF连续激光器,但迄今还没见到四方晶系激光晶体热效应的研究报道。本简报首次从理论上给出了四方晶系沿α轴方向生长的Nd:YLF晶体灯泵过程热效应的计算结果。 类似于国内外灯泵固体激光器的情况,假设灯泵过程激光棒是一根内部均匀发热的无限长细圆柱棒,棒中产生的热量由流经棒侧壁的冷却液带走,忽略棒的端面效应可认为棒轴方向温度保持不变,热平衡后。

侧面抽运(Tm,Ho):YLF晶体传导冷却百纳秒脉冲激光器

针对基于航空和航天平台的激光雷达对2μm波段激光源的特殊需求,设计一种声光调Q、传导冷却(Tm,Ho)∶YLF晶体和波长为2051 nm的激光器。在4腔镜8字形环形谐振腔结构中,采用自主设计的侧面抽运楔形镜波导光学耦合系统实现均匀抽运(Tm,Ho)∶YLF晶体,从而实现高光束质量、百纳秒脉宽和2051 nm波长的调Q脉冲激光的稳定输出。当激光器的输出重复频率为1 Hz时,最高单脉冲能量达到141 mJ,脉冲宽度约为103 ns,此时光-光转换效率达到4.3%,实验测得光束质量因子在x和y方向上分别为1.22和1.08。

激光二极管抽运Tm,Ho:YLF晶体声光调Q激光器

对激光二极管端面抽运Tm,Ho∶YLF晶体声光调Q激光器的激光特性进行了研究。根据粒子跃迁和能量传递过程,在考虑能级传递上转换的前提下,建立了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的速率方程,得到了初始反转粒子数的解析表达式,分析了能量传递上转换效应对激光上能级反转粒子数的影响。在室温下实现了2μm波长激光的脉冲输出。实验上给出并分析了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的平均输出功率、单脉冲能量和脉冲宽度随抽运功率以及声光Q开关调制频率的变化关系。在抽运功率为2.8W,重复频率为9kHz时,获得了平均输出功率为189mW的激光脉冲,光光转换效率为6.8%。在重复频率为1kHz时,得到最大单脉冲能量为65μJ,峰值功率为0.17kW。

LD阵列双端泵浦Tm:YLF激光器

对LD阵列双端泵浦Tm:YLF激光器开展研究。由于Tm:YLF晶体具有严重的热效应问题,为了实现在高功率泵浦下激光器稳定的输出,首先利用COMSOL对板条晶体进行热分布模拟分析,为实验提供必要的前提。实验中为了获得更高的激光输出功率,分别对不同透过率、不同输出镜曲率下的激光输出特性进行对比研究,最终在输出镜曲率半径为200 mm,透过率为40%,双端泵浦最大输入功率和为317.1 W时,获得了稳定连续激光输出。激光功率为52.5 W,斜效率为21.5%,本文结果为Tm:YLF激光器在高功率泵浦条件下获得高功率输出提供参考。

连续波锁模P_r^（3＋）：YLF激光器

本文报导了采用氩离子激光器来泵浦Ｒｒ￣（３＋）：ＹＬＦ晶体，应用声光调制器实现了主动锁模；同时应用振动─高反射平面镜也实现了被动锁模，两种锁模均得到了ｐｓ光脉冲。据作者了解这是这种晶体材料的第一次锁模运转。

蓝光LD抽运Pr^(3+):YLF直接获得橙红光的实验研究

对蓝光二极管(LD)泵浦Pr:YLF晶体输出橙红光进行了实验研究,分析了不同偏振方向的晶体和不同透过率的输出镜对橙红光输出功率的影响。在a切Pr^(3+):YLF晶体吸收功率为4.5W时最高输出639.7nm激光功率为491m W。c切Pr^(3+):YLF晶体在吸收功率为3.3W时最高输出607.3nm激光功率为177m W。

LD 泵浦 Nd : YLF 激光器研究

报道了半导体激光器纵向端面泵浦Ｎｄ：ＹＬＦ激光器的实施方法和实验结果。自行设计制作了ＬＤ自动温控电路和保护电路。在增益介质Ｎｄ：ＹＬＦ长度仅为０．５６ｍｍ时，获得波长为１．０５３μｍ，线偏振激光输出１１ｍＷ，光┐光转换效率约为４％。

激光二极管泵浦室温Tm,Ho∶YLF微片激光器的实验研究

对激光二极管泵浦Tm,Ho∶YLF平平腔微片激光器进行了实验研究。在室温下获得2μm连续激光输出,最大输出功率343mW,最大光-光效率为16.8%,斜率效率为21.8%。讨论了激光晶体的热效应以及激光模半径与泵浦光斑半径匹配对激光输出功率和输出光束质量的影响。

百千瓦级高峰值功率Tm∶YLF激光器

为研制一款具有高峰值功率与高光束质量的2μm波段固体激光器,搭建二极管激光器(laser diode,LD)单端抽运声光调Q Tm∶YLF激光器.激光器的输出中心波长为1879 nm,采用声光调Q技术,得到重复频率为2 kHz的脉冲激光输出,峰值功率达到100.2 kW,最大单脉冲能量为5.25 mJ,最短脉冲宽度为52.2 ns,光-光转换率为30%,斜率效率为33%.光束M^2因子分别为x方向1.51和y方向1.71,光束质量良好.该激光器同时具有高峰值功率与优良光束质量的特点,可广泛用于透明塑料的精细加工、激光医疗以及工业打标等领域.

蓝光泵浦高重频声光调QPr:YLF绿光激光器

采用444 nm蓝光激光二极管单端泵浦,首次报道了一种直接获得可见光波段522 nm的高重频脉冲激光器。建立了522 nm Pr:YLF调Q激光器的速率方程,并通过模拟仿真获得了高重频调Q激光器的运转特性。实验中分析了对比不同透过率下对连续激光输出特性的影响。在透过率T=4%时获得最高输出功率为1.273 W的连续激光输出,经过声光Q开关调制后,当泵浦吸收功率为5.69 W时,在20 kHz的重复频率下,获得最高平均功率为106 mW的脉冲激光,脉冲宽度为50.48 ns,峰值功率为105 W,对应的脉冲能量为5.3μJ。

高峰值功率Nd:YLF/BaWO_(4)正交偏振双波长拉曼激光器

正交偏振双波长激光在精密测量、太赫兹产生、差分雷达、光谱分析等领域有着重要的应用前景.Nd:YLF晶体具有两个发射截面相近的正交偏振发射峰,加上优异的储能性能和热性能,是适合产生正交偏振双波长激光的优良增益介质.本文采用低掺杂浓度的Nd:YLF晶体作为激光增益介质产生1047 nm和1053 nm的正交偏振双波长基频光,通过适当增大抽运光斑降低Nd:YLF晶体热裂的风险,利用Nd:YLF/BaWO_(4)晶体的腔内拉曼频移,实现了高峰值功率的1159.9 nm和1167.1 nm正交偏振双波长脉冲拉曼激光输出.在40 W的总入射抽运功率和5 kHz的脉冲重复频率下,获得平均输出功率为2.67 W的双波长拉曼激光输出,相应的光光转换效率为6.7%.1159.9 nm和1167.1 nm拉曼激光输出功率分别为1.31 W和1.36 W,最窄脉冲宽度分别为1.50 ns和1.53 ns,对应的峰值功率分别高达174.7 kW和177.8 kW.结果表明,降低掺杂浓度和增大抽运光斑可有效解决Nd:YLF晶体在高抽运功率下发生热裂的问题,Nd:YLF/BaWO4是实现正交偏振双波长拉曼激光输出的一种较有前途的晶体组合.

二极管泵浦的2μm高重复频率脉冲固体激光器

报道了连续二极管端面泵浦2 μm高重复频率Tm,Ho:YLF激光器的实验研究结果.792 nm光纤耦合激光二极管作泵浦源,泵浦液氮制冷的Tm,Ho:YLF晶体.动态运转时,平均输出功率达到4 W,相应的能量抽取效率大于85%.采用声光调Q方式,重复频率1～50 kHz可调,10 kHz时,峰值功率达到12 kW,最小脉宽为32 ns.同时,还对二极管泵浦2 μm激光器设计中的各种因素进行了分析.

瓦级激光二极管端面抽运351nm紫外激光器

研制了输出功率达瓦级的351 nm准连续紫外激光器。激光器采用激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YLF晶体和声光调Q技术,实现了1 053 nm准连续基波振荡。在结构简单的V型腔中,两块Li B3O5(LBO)晶体对基频光进行二倍频和三倍频,获得了高功率351 nm准连续紫外激光输出。在LD抽运功率为14 W、声光调Q激光器的调制频率为1 k Hz的工作条件下,得到351 nm紫外激光平均输出功率为1.12 W、脉冲宽度为34 ns、单脉冲能量为1.12 m J、峰值功率达32.94 k W。LD抽运光到351 nm紫外激光的光-光转换效率达到8%,电光效率为3.4%,光束质量良好。

高功率声光调Q1314nmNd∶YLF激光器

采用波长锁定的窄线宽880 nm激光二极管(LD)作为泵浦源,通过单块Nd∶YLF晶体实现了稳定、高效的1314 nm激光输出。当入射泵浦功率为70 W时,得到了20.4 W的连续激光输出,光光转换效率为29.1%,光束质量因子为Mx2=1.65和My2=1.81,连续测量1 h的功率稳定性(均方根值)优于0.1%。进一步,通过在谐振腔内插入声光调制器,实现了主动调Q运转。当重复频率为20 kHz时,获得的最大平均输出功率为16.5 W,脉冲宽度为433 ns;当重复频率为1 kHz时,获得的最高单脉冲能量为9.8 mJ,脉冲宽度为119 ns。在调Q激光输出功率最高时,测量1 h的功率稳定性(均方根值)为1.2%。

直接输出高阶横模激光器的实验研究

从理论和实验上研究了从激光器直接输出高阶拉盖尔-高斯(LG)光束和高阶厄密-高斯(HG)光束。首先从理论上研究了高阶LG光束和高阶HG光束的光强分布特性,并进行数值仿真。在实验研究中,利用445 nm的蓝光半导体激光器端面泵浦Pr:YLF晶体,在一定的条件下,能从平凹腔直接输出640 nm波长高阶LG光束和高阶HG光束。实验结果表明:从激光腔内输出的高阶LG光束和高阶HG光束与理论仿真基本一致。文中所报道的获得高阶模的实验装置简单,对产生高阶光束及其应用具有较重要价值。

656.5nm全固态红光激光器

长春新产业光电技术有限公司研发出一款656．5nm红光激光器。该激光器采用直腔结构，双路制冷，有效的镀膜抑制了Nd：YLF晶体其它谱线激发，使1313nm激光连续输出，经倍频晶体获得800mW 656．5nm红光连续输出。