KTA和KTP晶体参量激光特性研究

讨论了激光二极管阵列(LDA)侧面泵浦声光调Q Nd:YAG内腔式光学参量振荡器(OPO)的阈值特性;在相同的实验条件下,对比分析了KTA和KTP晶体参量激光输出特性.当声光重复频率为4kHz,输出镜透过率为30%,泵浦电流为14.5A时,波长为1.57μm,KTA晶体参量激光平均输出功率最大为613.4mW,脉冲宽度约2.5ns,峰值功率超过61kW.     

LD泵浦的声光调Q 1.34 μm Nd:GdVO4激光器

对于连续泵浦的内腔式倍频、参量振荡等非线性激光器件，常需要准连续运转来提高腔内的峰值功率，声光调Q是目前获得准连续运转激光器的重要途径。在LD端泵a向生长Nd:GdVO4晶体1.34 μm静态激光的基础上，利用声光调Q对1.34 μm的动态激光进行了实验研究。当声光调Q器件重复率为5 kHz时，获得的最短脉宽为170 ns，此时的单脉冲能量为44.8 μJ，峰值功率为256 W。实验表明，1.34 μm平均功率随声光调Q的重复率增加而增大，脉冲宽度随重复率的减小而变短，因而低重复率下可得到更高的峰值输出功率。     

1.57 μm内腔式KTP光学参量振荡器

为了获得1.57μm人眼安全激光输出,采用了一种声光调Q激光二极管（LD）端面抽运的Nd ∶GdVO4全固态激光器作为抽运源的人眼安全波长内腔式KTP光学参量振荡器,获得1.57μm人眼安全激光输出。在注入泵浦功率为6.33 W,重复频率为15 kHz时,1.57μm激光平均输出功率达到405 mW,此时由二极管注入泵浦光至OPO信号光输出功率的转换效率达6.4％;在重复频率为5 kHz时,其脉冲宽度约为2 ns,峰值功率达18.9 kW。在重复频率为15 kHz时,信号光脉冲宽度比消耗后的泵浦光脉冲宽度压缩了13.6倍,比泵浦光脉冲压缩了16倍。实验发现1.57μm的OPO信号光输出功率随脉冲重复频率的增加而有效地增加,此类光参量振荡器有效地压缩了激光脉冲。     

脉冲LD泵浦千赫兹1.57 μm全固态激光器

采用非稳腔光参量振荡（OPO）研制了千赫兹重复频率人眼安全波段全固态激光器。激光器采用电光调Q方式、脉冲激光二极管（LD）侧面泵浦Nd:YAG激光晶体实现了高光束质量的1.064m基频激光。光参量振荡部分采用Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体,为了获得较好的光束质量,OPO谐振腔采用平凸非稳定谐振腔结构,实现了千赫兹重频、窄脉冲1.57m波段激光输出。在脉冲激光二极管泵浦电流为125 A、电光调Q重复频率为1 kHz时,1.57m激光输出最大平均功率达到了4.67 W,激光脉冲宽度为4.3 ns,功率不稳定度为3%,激光泵浦阈值约为45 A。     

紧凑型高重频高功率2.06 μm激光器

报道了一种获得紧凑型高重频、高功率2.06 μm激光输出的实验方案并对泵浦过程中脉冲波形稳定性变化进行了简要理论分析。采用794 nm光纤耦合输出Tm∶YAP晶体得到68 W 1.94 μm激光器,其输出激光经光束整形后泵浦Ho∶YLF晶体,并采用声光调Q方式,最终实现平均功率35 W,重频10~15 kHz可调,脉冲波长2.06 μm的激光输出。1.94 μm、2.06 μm谐振腔长度分别为66 mm和90 mm,激光二极管、激光晶体及声光Q开关工作在30 ℃水冷的条件下。方案结构紧凑,热稳定性强,可作为中长波红外光参量激光器小型化有效的泵浦源。     

高重频1.57μm内腔光学参量振荡器

理论分析了被动调Q固体激光泵浦的光参量振荡器。利用激光二极管泵浦,Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG激光泵浦的内腔光学参量振荡器,磷酸氧钛钾(KTP)晶体作为非线性晶体,获得了高重复频率,高峰值功率的人眼安全激光输出,改变Cr4+:YAG被动调Q晶体的参数,可获得不同重频不同脉宽的调Q激光脉冲;当Cr4+:YAG晶体初始透过率为 T0=80%时,获得了平均功率大于3.8 W,重频约80 kHz的1.572 μm波长信号光输出,脉宽30 ns,脉冲峰值功率达到1.58 kW。     

半导体泵浦全固态紫外激光器

报道了LD泵浦Nd:YAG,经过KTP和LBO晶体中的倍频、和频,产生355nm紫外激光的全固态调Q激光器.当泵浦功率为100W,脉冲频率5kHz时,产生的1064nm基频光功率为20W,绿光功率为5.62W,输出450mW的紫外激光脉冲,转换效率为8%.     

46 W腔内光参量振荡高重复频率2 μm激光器

报道了采用1064 nm激光抽运KTP晶体内腔光参量振荡(OPO)技术实现高重复频率、高效率2 μm激光输出的实验结果.理论计算了KTP OPO双谐振抽运阈值,提出了内腔KTP OPO设计思路.激光器采用两块相同的KTP晶体光轴相向放置以补偿走离效应,KTP晶体按φ=0°,θ=53°切割以获得近简并波长2.128 μm激光输出.在808 nm激光二极管抽运功率为470 W,声光Q开关工作频率为7.5 kHz的条件下,获得平均功率46.5 W,波长2.128 μm激光输出,光-光转换效率为9.89%,斜率效率为14.5%,光束质量M2<2.8.     

全固体腔内倍频Nd:YAG/SrWO4/KTP拉曼激光器

报道了以KTP晶体作为倍频介质,以Nd:YAG晶体作为激活介质,以SrWO4晶体作为拉曼介质的折叠腔型主动调Q腔内倍频拉曼激光器的输出特性,给出了输出黄光平均功率、脉冲能最、脉冲宽度随激光二极管(LD)抽运功率及脉冲重复率的变化关系.在输入抽运功率为12.6 W,脉冲重复率为20 kHz时,获得了1.4 W的590 nm激光输出,从LD到黄光的转换效率为11.1%.在输入抽运功率为12.6 W,脉冲重复率为10 kHz时,单脉冲能量为122 μJ,脉冲宽度为4.0 ns.相应的脉冲峰值功率为30.5 kW.     

高重频声光调Q Nd:YVO4激光器2.1μm光参量振荡器

采用LD端面抽运Nd:YVO4激光器,在声光Q开关重复频率为50 kHz、LD最大泵浦功率50 W时,获得输出功率26.37 W、脉冲宽度26.28 ns的1 064 nm激光输出。通过该系统抽运键合KTP外腔式光参量振荡器(OPO),当LD泵浦电流24 A、对应1 064 nm泵浦功率7.36 W时,实现了重频50 kHz的2.174 m脉冲激光输出,激光平均输出功率为324 mW,激光脉宽为17.8 ns。同时,通过实验分析了不同输出镜透过率和声光调Q激光重频对1.064 m和2.1 m激光输出功率、脉宽的影响。最后通过理论值与实验测量值的对比得出,两组数据基本吻合,且2.1 m输出功率未出现饱和。     

LD端面抽运Nd∶YAG 1338 nm单波长激光器

通过LD端面抽运Nd∶YAG激光腔镜膜系的合理设计,抑制Nd∶YAG晶体最强跃迁对应的1064 nm波长和相邻的1319 nm波长的激光振荡,成功实现了1338 nm单波长激光输出。实验中对比了平平和平凹腔型,研究了连续运转和声光调Q模式下的激光输出。连续运转模式时,在12.9 W的抽运功率下,获得了最高3.25 W的1338 nm激光输出;声光调Q模式下,1338 nm激光的平均输出功率和脉冲宽度随着重复频率的减小而下降。在12.9 W的抽运功率下,当声光调Q重复频率从15 kHz减少到5 kHz,平均输出功率由2.8 W降低到1.9 W,对应的脉冲峰值功率由1.7 kW升高到5.4 kW。     

传导冷却型声光Q开关

介绍了一种用于钒酸钇激光器的传导冷却型声光Q开关的设计、制作及应用.文章首次提出用调Q效率来表征声光Q开关释放激光的能力,给出了调Q效率的定义,并分析了影响调Q效率的因素.这种声光Q开关采用石英晶体作声光互作用介质,通光方向的长度仅为33.8 mm,在驱动功率12 W时线偏振光衍射效率达88％.用于端面泵浦的钒酸钇激光器中,关断了1.064 μm激光功率15W,在脉冲频率25 kHz时,调Q得到的脉冲宽度为8 ns,峰值功率45 kW.     

LD泵浦Nd:GdVO_4/KTP双调Q绿光激光器实验研究

采用半导体激光器(LD)单端泵浦Nd:GdVO4晶体,在谐振腔内同时利用声光器件、Cr4+:YAG晶体和KTP晶体,实现532nm内腔倍频双调Q绿光运转。当泵浦功率为7.7W,重复频率为10kHz时,获得最短脉冲宽度为24ns,单脉冲能量为32.4μJ及相应峰值功率为1.35kW的激光脉冲。     

二极管端面泵浦Nd∶GdVO4高重频声光调Q激光器

采用波长808 nm的光纤耦合输出LD为泵浦源,用Nd∶GdVO4作为激光增益介质,采用端面泵浦方式,通过谐振腔优化设计,达到良好腔模匹配,在LD注入功率20 W的情况下,实现1064 nm激光功率11.3 W的连续输出,光-光转换效率达到56.5%。插入声光调Q器件,通过合理设计腔内激光束腰大小及束腰位置,在重复频率30 kHz时,获得最大调Q输出功率9.2 W,峰值功率30.9 kW,同时,在此基础上,采用KTP晶体腔内倍频,在重复频率为30 kHz时,获得532 nm激光输出平均功率6.3 W。     

LD双端泵浦高功率声光调Q Tm:YAP激光器

以两个65 W的793 nm激光二极管(LD)作为泵浦源,采用U型谐振腔结构进行高功率声光调Q运转实验研究。采用三种b轴切割的板条状镀金Tm∶YAP晶体作为增益介质,分析比较三种增益介质和不同腔参数组合对激光输出性能的影响。当最大泵浦功率为130 W时,连续激光输出的最大功率为42.5 W,斜率效率为42.5%。经过声光(AO)调制后,当重复频率为10 kHz时,调Q激光的最大平均输出功率为33.2 W,脉冲宽度为200 ns。将重复频率提高至40 kHz时,获得最短脉冲宽度为64 ns,相应平均功率为30 W,中心波长为1944 nm的激光输出。采用MATLAB软件仿真输出脉冲激光光斑的三维能量分布,光斑能量呈典型的高斯分布,可见光束质量较好。高功率Tm∶YAP激光器可作为3～5μm中红外光学参量振荡器的泵浦源,在众多领域具有良好的应用前景和巨大的发展潜力。     

192W的1319nm Nd∶YAG激光器

采用国产激光二极管泵浦Nd∶YAG晶体,双聚光腔串联,对称直通腔型结构,在LD总泵浦功率1220W时,实现1319nm连续激光输出192W。采用声光调Q,10kHz下,获得调Q输出平均功率155W,脉冲宽度205ns,光-光转换效率达15.7%。     

192W的1319nm Nd:YAG激光器

采用国产激光二极管泵浦Nd:YAG晶体,双聚光腔串联,对称直通腔型结构,在LD总泵浦功率1220W时,实现1319nm连续激光输出192W.采用声光调Q,10kHz下,获得调Q输出平均功率155W,脉冲宽度205ns,光-光转换效率达15.7%.     

二极管泵浦Nd∶GdVO_4晶体四波长激光器

采用简单的两镜腔结构,二极管泵浦Nd∶GdVO4晶体产生1063nm和1342nm近红外双波长调Q激光振荡。用KTP晶体和钽酸锂光学超晶格材料分别对1063nm和1342nm激光进行倍频,在泵浦功率为14W、声光开关重复频率15kHz时,同时获得1063nm和1342nm剩余基波功率为587mW和1.13W、相应的二次谐波绿光功率703mW和红光功率328mW的四波长激光输出,脉宽分别为23ns、55ns、18ns和43ns。     

高平均功率高重复率固态双Nd:YVO4基模激光器

报道了采用国产大功率光纤束模块双端泵浦双Nd：YVO4激光晶体和声光调Q技术,实现了高平均功率、高重复频率的1064nm激光输出。通过降低Nd：YVO4激光晶体的掺杂浓度,采用双端泵浦双晶体,在晶体热效应允许的范围内最大限度地利用了泵浦光的能量,通过腔内插入声光调Q器件,在晶体注入总功率为50W的情况下,得到了24W的TEM00模连续波1064nm激光输出。最高重复频率为50kHz时,平均输出功率为22．9W,脉冲宽度为38ns,相应的光-光转换效率为45．8％;在重复频率为10kHz时,具有最大单脉冲能量1．55mJ,相应的脉冲宽度为15ns,峰值功率达到了103kW。     

LD端面泵浦Nd∶YVO4/YVO4键合晶体声光调Q激光脉宽研究

利用半导体激光器(LD)端面泵浦YVO4/Nd∶YVO4键合晶体,实现声光调Q 1064nm的窄脉宽激光输出。从理论和实验上分析了泵浦功率和重复频率对输出调Q脉宽的影响。在泵浦功率为20W情况下,重复频率为2kHz时,获得最短脉冲宽度为16.4ns;重复频率为40kHz时,获得了最大平均输出功率为6.9W,光-光转换效率为34.5％。