LDA端面泵浦声光调Q Yb：YAG1．03μm激光器

在国内首次报道了LDA端面泵浦1.03μm Yb∶YAG声光调Q激光器。由于Yb∶YAG晶体为准三能级结构,再吸收损耗大,振荡阈值高,因此采用大功率LDA进行端面泵浦,并采用半导体制冷器(TEC)进行有效温控和制冷。利用声光调制器主动调QYb∶YAG室温下实现了1.03μm脉冲激光输出。实验结果表明:在泵浦电流30A,重复频率20kHz时,获得最大平均功率670mW;在泵浦电流25A,重复频率1.22kHz时,获得最窄脉宽53.9ns;在泵浦电流30A,重复频率1.22kHz时,获得最大峰值功率5.74kW和最大单脉冲能量371μJ。

四程抽运Yb∶YAG薄片激光器

设计了四程抽运的Yb∶YAG薄片激光器。选用掺杂原子数分数为10%,几何尺寸为Φ10 mm×300μm的薄片状Yb∶YAG晶体,采用铟焊工艺将其焊接到水冷系统上,用可调式恒温水箱对其进行温度控制。使用两个Φ=30 mm,R=50 mm的球面反射镜,完成了四程抽运。利用蒙特卡罗方法对抽运光斑的大小进行了计算,将反射镜轴向与光纤头轴向夹角控制在12°以内,以使抽运光斑半径与基模光斑半径比符合模式匹配原则。在LDA抽运功率为4.13 W时,获得了最高功率为670 mW的1030 nm连续激光输出,光-光转换效率为16.2%。实验结果表明:该结构可降低激光介质的热透镜效应和应力双折射效应,获得高光束质量的激光输出,但散热系统和焊接工艺需进一步优化。

Er^3＋／Yb^3＋：Sr3Y2(BO3)4晶体的光谱和激光性质

采用提拉法生长了双掺Yb3+和Er3+离子浓度分别为18.63%和0.87%(原子分数)的Sr3Y2(BO3)4晶体。利用测量的偏振吸收谱结合Judd-Ofelt理论,拟合得到了该晶体中Er3+离子的偏振和有效J-O参数。测量了Er3+离子4I13/2能级和Yb3+离子2F5/2能级的荧光衰减曲线,并计算了4I13/2能级的荧光量子效率和Yb3+到Er3+的能量传递效率。利用Fuchtbauer-Ladenberg公式计算了Er3+离子4I13/2→4I15/2跃迁的偏振受激发射截面。在平-凹谐振腔中,利用970 nm波长光纤耦合准连续半导体激光端面泵浦1.12 mm厚的该晶体,当输出镜透过率为1.5%时,获得了最大输出功率为1.3 W和斜率效率为20%的1560 nm附近的激光输出。结果表明,Er3+/Yb3+:Sr3Y2(BO3)4晶体是一种优良的1.5～1.6μm波段激光的增益介质。

940nm LD泵浦Yb∶CN 978nm激光器及其二次谐波

报道了半导体泵浦Yb∶CaNb_2O_6晶体输出978 nm波长的激光器。泵浦模块采用了940 nm LD,在实现了Yb∶CaNb_2O_6薄盘激光器1.14 W的连续波输出的基础上,采用LBO非线性晶体进行内腔倍频实现了151 m W的489 nm连续二次谐波输出,在水平和垂直方向上的光束质量因子M^2分别为1.11和1.13。

LD抽运Yb:GSO实现1090nm低阈值激光运转

用Yb:Gd2SiO5(Yb:GSO)晶体实现激光运转.利用940nm的二极管激光器作为抽运源,得到Yb:GSO激光器的激光中心波长为1090nm,抽运阈值功率密度仅为1·27kW/cm2,小于Yb:YAG的理论阈值1·53kW/cm2.利用2%的输出镜得到最大输出功率为360mW,相应的斜效率为19%.

高功率激光二极管端面抽运重复频率Yb:YAG激光器

采用940 nm InGaAs激光二极管(LD)阵列端面抽运片状Yb:YAG晶体,谐振腔采用V形有源镜构型,实现了1030 nm红外激光输出。实验中分别测试了激光器在不同重复频率(1 Hz,2 Hz,5 Hz,10 Hz)条件下的激光输出特性。当输出耦合镜的反射率为73%,在抽运能量为7.6 J(功率密度为13 kW/cm3)时,1 Hz重复频率输出稳定运行于2.43 J,光-光转换效率为32%,斜率效率为54.5%;10 Hz重复频率输出稳定运行于1.76 J,光-光转换效率为23.2%,斜率效率为43.3%。

Er^(3+):Yb^(3+):GdAl_3(BO_3)_4晶体1.5～1.6μm波段激光性能

采用熔盐法获得了Yb3+和Er3+离子原子数分数分别为20%和1.1%的GdAl3(BO3)4(简称GAB)晶体.在平-凹谐振腔中,利用0.97μm波长光纤耦合准连续(CW)半导体激光端面抽运0.7 mm厚的该晶体,当输出镜透过率为1.5%时,获得斜率效率为20%,最高功率为1.75 W的1.5~1.6μm波段激光输出.输出激光波长随吸收抽运功率和输出镜透过率发生变化.当输出镜透过率为1.5%时,随着吸收抽运功率的增加,不仅起振的纵模带增加并且输出功率逐渐从1.60μm的纵模带中转移到1.55μm的纵模带中.而当吸收抽运功率为13.6 W时,随着输出镜透过率的增加,输出激光波长从1.60μm转移到1.52μm.结果表明Er3+和Yb3+双掺的GAB晶体是一种优秀的1.5~1.6μm波段激光材料.

激光二极管抽运Yb∶YSO被动锁模激光的特性

采用结构紧凑的W型谐振腔设计,利用激光二极管(LD)抽运掺镱硅酸钇(Yb∶YSO)晶体,用半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为被动锁模元件,实现了稳定的连续锁模皮秒激光运转。在抽运功率为13.5 W时,获得了平均功率2.39 W的连续锁模输出,重复频率为104 MHz,实际测得脉冲宽度为3.2 ps,中心波长为1043.5 nm,光谱半峰全宽约为1 nm。

连续运转Yb:YAG板条激光器的双波长放大特性

报道了一种室温条件下工作的高功率激光二极管(LD)端面抽运Yb:YAG板条双波长激光放大器,稳定的双波长运转在1029.6,1031.5nm。基于Yb:YAG宽带荧光特性,建立了双波长放大模型,通过数值模拟研究了不同抽运条件下激光光谱放大输出特性。通过940nm激光二极管双端抽运Yb:YAG晶体,拥有双波长光谱的种子光从晶体一端注入并进行放大。实验结果表明,在1.18kW注入时获得了6.56kW的双波长连续激光输出,与数值模拟结果相吻合。双波长激光放大理论和实验研究为进一步实现高功率光谱合成等应用奠定了基础。

高功率激光二极管抽运的镱钠共掺氟化钙连续激光器

掺镱氟化钙(Yb3+:CaF2)激光器是最近国际上研究的热点之一,2008年报道的该类激光器,在64 W激光二极管(LD)的抽运下,实现了平均输出功率10.2 W的连续激光输出。利用国产镱钠共掺的氟化钙(Yb,Na:CaF2)激光晶体,采用三镜折叠腔型和激光二极管抽运,获得了该类激光器(Yb,Na:CaF2/Yb:CaF2)的高功率连续输出。实验参数为:输出耦合镜的透过率为4%,激光二极管的最大输出功率为40 W,中心波长为976 nm。当吸收抽运功率18.2 W时,获得了14.5 W的最高功率连续激光输出,相应的斜率效率为80%。结果表明,国产Yb,Na:CaF2晶体具有低激光阈值和高负载能力,是一种优良的高功率激光材料。

半导体激光器抽运的连续锁模镱钠共掺氟化钙激光器

报道了半导体激光器抽运的连续锁模镱钠共掺氟化钙(Yb,Na∶CaF2)激光器中,利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)启动被动锁模,SF10棱镜对进行腔内色散补偿,在吸收抽运功率为9 W的条件下,采用1%的耦合输出镜,获得了脉冲宽度为406 fs,输出功率为80 mW,中心波长在1043 nm附近,重复频率为94.8 MHz的连续脉冲序列。

镱钠共掺氟化钙锁模激光器产生190 fs光脉冲

在半导体激光器高功率抽运的镱、钠共掺氟化钙(Yb,Na:CaF_2)激光器中,通过对晶体的负热透镜效应的数值模拟,进行激光器腔型的调节和优化,使得该激光器在采用2%的耦合输出镜和吸收抽运功率为7.8 W的条件下,获得了脉冲宽度为190 fS、平均输出功率为503 mW、中心波长为1034 nm、重复频率为82.4 MHz的连续锁模脉冲序列.如果计算晶体表面反射等其他形式的泄漏输出,激光器的总平均输出功率为905 mW.

基于非均匀掺杂的激光二极管抽运固体激光系统放大介质热特性分析

利用非均匀掺杂的设计思想,针对正面抽运、背面冷却的有源反射镜放大器结构中不同激活离子掺杂分布的介质进行了模拟计算,分析并比较了传统均匀掺杂介质与非均匀掺杂放大介质中的温度、温度梯度、应力、应变以及波前畸变的分布。结果表明,与传统均匀掺杂介质相比,非均匀掺杂放大介质内的温度、温度梯度、应力、应变与波前畸变均有明显的降低。模拟结果证明,非均匀掺杂可以改善有源反射镜放大器构型冷却与产热异面的问题,可以有效地提高放大器增益介质热管理性能,为进一步讨论基于非均匀掺杂的放大介质的热管理优化提供了基础。