YAP系列晶体光纤的生长和LD泵浦的Nd:YAP单晶光纤激光器

本文叙述了YAP系列晶体光纤的优点和生长方法;用激光加热小基座法生长出直径范围为50～500μm,直径波动<±1％/cm的YAP系列晶体光纤。研制成用LD泵浦的单晶Nd∶YAP光纤激光器,输出为1.0795μm波长的线偏光,最大输出功率为1mW。     

1.34微米Nd:YAP连续激光器输出达21.5瓦

1.34微米激光处于光纤低损耗和接近零色散范围,因而它是研究长距离、大容量光纤通信的有效光源,这种波长的激光以及它的倍频光也是Ni:MgF_2声子终端激光器和一些重要色心激光器的泵浦源,因此受到人们的重视。 为了查明Nd:YAP晶体研制这种波长激光器的潜在能力,我们将研制1.079微米连续激光器的Nd:YAP晶体用于1.34微米激光的实验研究。实验中,将φ4.8×100毫米的b轴Nd:YAP晶体放在双椭圆涂金聚光腔中用,二枝φ10×100毫米的Kr灯泵浦。介质镜对1.34微米激光的反射率分别为     

LD端面抽运Nd:YAP 1341.4nm激光器

为了研究Nd:YAP晶体在LD端面抽运中的1341.4nm激光输出特性,采用理论计算和实验测量了实验系统的热焦距,对比了平平腔和平凹腔激光输出结果。采用输出耦合率为T=2.4%的平凹腔和输出耦合率为T=2.6%的平平腔,分别得到了3.15W和2.86W的1341.4nm线偏振激光输出,对应斜效率分别为18.4%和17.5%。结果表明,Nd:YAP作为1.3μm波段激光晶体具有潜在的优点。     

LD单端抽运Nd∶GdVO4晶体16W连续波1.34μm激光器

Nd∶GdVO4 晶体除了具有Nd∶YVO4 晶体的优点 (发射截面大、吸收系数大、输出为线偏振等 )之外 ,Nd∶GdVO4 晶体在全固态高功率激光器领域具有良好的表现。由于 1 3μm波长附近的激光与光通信中广泛采用的硅光纤传输窗口相吻合 ,而且它的倍频又是得到红色激光的有效途径 ,所以 1 3μm激光的用途也将非常广泛。我们利用LD单端抽运Nd∶GdVO4 晶体 ,采用平凹谐振腔结构 ,获得了 16W连续波 1 34μm激光输出。抽运源为光纤耦合输出的大功率半导体激光器 ,光纤输出口径为 0 4mm ,室温下的峰值波长在 80 8nm附近。从光纤输出的抽运光经过…     

双波长晶体激光器

本文介绍了烈波长晶体激光器的概况, 重点描述了我们在双波长晶体激光器方面的研究工作。这些工作如下:建立了多波长激光器的振荡条件, 用它分析、比较了Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:BEL和Nd:YAlO3(Nd:YAP)等晶体实现4F3/2-4I11/2和4F3/2-4I13/2跃迁双波长激光的可能性, 分析表明上述晶体均能实现脉冲双波长激光.但只有Nd:YAP晶体能实现连续双波长激光运转。根据这判断, 我们利用Nd:YAP晶体, 首次获得了晶体双波长连续激光, l079.5 nm和1341.4 nm输出功率分别选23.9 W和25.4 W。并研制成Nd:YAG和大能黄Nd:YAP双波长激光器 实验表明, 这二种激光器中二个波长的输出具有较好的时间和空间的重叠性 此外, 我们还研制成1655 nm和1663 nm双渡长及271l nm, 2730 nm和2790 nm三波长Er:YAP脉冲激光器。     

中红外磷锗锌光参量振荡器实验研究

采用110 W光纤耦合输出二极管激光器泵浦Tm∶YAP晶体,测量了晶体热焦距与吸收泵浦功率的关系,依此设计了基波谐振腔,得到最高32 W的2μm基波输出。计算了2μm激光泵浦Ⅰ类相位匹配ZGP-OPO的相位匹配曲线,得到中波输出时的相位匹配角。用脉冲基波泵浦ZGP-OPO,最高输出10.5 W中波激光。测量了中波激光的光谱和光束质量,波长峰值分别是3.45μm和4.8μm,光束质量因子M2=4.6。     

LD单端抽运Nd：GdVO4晶体16W连续波1．34lμm激光器

Nd：GdVO4晶体除了具有Nd：YVO4晶体的优点(发射截面大、吸收系数大、输出为线偏振等)之外，Nd：GdVO4晶体在全固态高功率激光器领域具有良好的表现。由于1．3μm波长附近的激光与光通信中广泛采用的硅光纤传输窗口相吻合，而且它的倍频又是得到红色激光的有效途径，所以1．3μm激光的用途也将非常广泛。     

新型红外Co:MgF_2激光器研究取得重要进展

由安徽光机所激光光谱学开放实验室和北京人工晶体所合作研究的新型Co:MgF_2晶体激光器已经取得重要实验进展。自今年上半年成功实现室温Co:MgF_2激光器部分波长的激光输出以来,近期又相继实现该激光器在较宽波段内的激光波长调谐。Co:MgF_2激光器采用1.34μm脉冲Nd:YAG激光泵     

LiIO_3晶体中双波长Nd:YAP激光的和频作用

基于LiIO_3晶体的Sellmeier方程,计算了晶体中1.0795μm和1.3414μm双波长Nd:YAP激光和频的相位匹配条件。计算结果与实验结果相当一致。并得到连续和脉冲的0.5981μm和频相干辐射。     

脉冲电光调Q 1.319μm Nd:YAG激光技术

Nd:YAG激光器输出的1.319μm激光在众多领域有重要应用,但目前研究重点集中在连续或准连续输出.采取对腔镜镀高选择性膜及使用色散棱镜等措施抑制1.064μm波长振荡、输出1.319μm激光,分别在自由运转及电光调Q两种情况下作了Nd:YAG激光器输出1.319μm波长的实验,得到调Q输出脉冲最大能量56 mJ,脉宽36 ns,斜效率0.2%,激光发散角2.5 mrad,输出能量不稳定度约4%,使用KTP倍频晶体得到660 nm红光输出.结果表明,用此方法实现电光调Q 1.319 μm脉冲激光及其倍频光输出切实可行,具有重要应用潜力.     

LD抽运高功率连续波1.34 μmNd:GdVO4激光器研究

报道了利用光纤耦合大功率半导体激光器(LD)抽运Nd:GdVO4晶体,采用平凹谐振腔,输出1.34 μm波长的高功率连续波固体激光器.在抽运功率为14.75 W时,获得最大输出功率为4.62 W,光-光转换效率为31.3%,斜率效率达32.9%.利用实验测得的阈值抽运功率和斜率效率,计算了Nd:GdVO4晶体在1.34 μm波长处的受激发射截面.     

1.3μm Nd:YAG脉冲激光器

Nd:YAG激光器大都工作于1.06μm波长,为了扩展Nd:YAG激光器的输出波长,我们研究了Nd:YAG激光晶体在室温下另一四能级系统4F_(3/2)→4I_(13/2)发射波长1.3μm的激光特性。关于该波长的连续运转特性,国内、外都曾有过研究报道。这里报道的是脉冲运转特性的实验研究。 一、实验装置 由于室温下Nd:YAG晶体中1.06μm谱线的荧光强度比1.3μm谱线大,所以一般总是1.06μm谱线首先起振。要获得1.3μm激光振荡输出,必须抑制1.06μm激光振荡,并选择适当的谐振腔镜透过率,使1.3μm激光获得足够的增益,实现其振荡输出。     

1.444μm Nd:YAG脉冲激光器的理论研究

为了研究Nd:YAG激光器1.444μm激光的脉冲输出,依据速率方程理论,建立了1.444μm Nd:YAG脉冲激光器的理论模型,分析了Nd:YAG晶体中其它受激发射截面较高的谱线不产生激光振荡的条件,并在脉冲抽运情况下模拟了1.444μm和1.064μm双波长激光输出。模拟结果表明,1.064μm激光一定范围内的微弱振荡对1.444μm激光输出没有显著影响。建立一维数值模型计算了放大自发辐射(ASE)对激光输出的影响,在晶体表面反射率为0的理想状况下,ASE对激光输出的影响小于2%,可以忽略。     

1.444μm Nd:YAG脉冲激光器的理论研究

为了研究Nd:YAG激光器1.444μm激光的脉冲输出,依据速率方程理论,建立了1.444μm Nd:YAG脉冲激光器的理论模型,分析了Nd:YAG晶体中其它受激发射截面较高的谱线不产生激光振荡的条件,并在脉冲抽运情况下模拟了1.444μm和1.064μm双波长激光输出.模拟结果表明,1.064μm激光一定范围内的微弱振荡对1.444μm激光输出没有显著影响.建立一维数值模型计算了放大自发辐射(ASE)对激光输出的影响,在晶体表面反射率为0的理想状况下, ASE对激光输出的影响小于2%,可以忽略.     

670.7nm激光抽运下的祖母绿晶体激光运转实验研究

为了实现我国温差水热法生长的祖母绿晶体的激光运转,利用Nd∶YAP的1.3414μm激光经过LBO晶体倍频得到的670.7nm红光作为抽运光源,采用对称共焦腔实现了祖母绿晶体732nm红外激光的输出,激光阈值在0.5W~0.6W之间。在输入功率达到2.89W时获得了46μW的732nm激光输出。     

短波紫外278nm和281nm全固态激光研究

波长介于200~300 nm的短波紫外全固态激光(DPL)具有波长短、光子能量高、波段特殊,可实用化与精密化等特点,在激光精密加工、前沿科学及航空航天领域具有重大应用价值。目前,高功率短波紫外激光实现主要基于Nd:YAG晶体1 064 nm激光四倍频实现266 nm激光输出,然而其实用化特性严重受制于现有的四倍频非线性晶体材料。通过新型高功率高光束质量1.1μm(1 112 nm、1 123 nm)Nd:YAG近红外基频激光研究,并以此为泵浦源,创新性将综合性能优良的紫外CBO非线性光学晶体从紫外三倍频应用拓展到高功率短波紫外四倍频278和281 nm应用的最新研究进展,有望获得一种可实用化高功率新型短波紫外全固态激光源。     

连续Nd:YAG单晶光纤激光器

最近我们研究了由Ar~+激光纵向泵浦的Nd:YAG光纤激光器,并获得了激光输出.514.5nm的Ar~+激光经一会聚透镜聚焦,由激光器一端输入.Nd:YAG单晶光纤,长10m,直径400μm.一端镀1.064μm及514.5nm的增透膜.另一端(输出端)镀R=95%的反射膜(对波长1.064μm).光学谐振腔由一块1.064μm的全反膜镜.和Nd:YAG光纤的一端组成.获得波长1.064μm的激光功率3mW,斜效率为2.5%.     

激光二极管抽运Tm:YAP激光器获得5 W连续波输出

2μm波长激光对人眼安全,在相干探测风切变、非线性频率转换等方面有重要应用。2μm波长激光还可应用到激光医疗,由于其吸收深度浅,手术精度高于发射1μm波长的激光。Tm∶YAP的发射截面(5×10-20cm2)是Tm∶YAG(2.2×10-20cm2)的2倍,抽运波长795 nm更接近商品化的800 nm附近的激光二极管(LD)发射波长,如图1所示。YAP基质热和机械特性与YAG相近,能承受高功率热负载而不至于脆裂。哈尔滨工业大学可调谐激光实验室利用中国科学院上海光学精密机械研究所生长的Tm∶YAP晶体(其中Tm的掺杂原子数分数为3%),采用波长为795 nm的光纤耦合激光…     

百毫焦腔内KTP光参量振荡2μm脉冲激光器

报道了一台高单脉冲能量的光参量振荡(OPO)2μm固体激光器。采用电光调Q,Nd∶YAG激光器输出的1064 nm激光,抽运腔内两块光轴方向相向放置的KTP晶体,通过双谐振光参量振荡(DROPO)技术获得2μm激光输出。OPO谐振腔由2μm反射镜、两块走离补偿的KTP晶体和2μm输出镜组成。KTP晶体尺寸为8 mm×8 mm×15 mm,切割角θ=53°,φ=0°。OPO采用Ⅱ类相位匹配(o→o+e)。当激光二极管单脉冲能量为1.02 J,电光Q开关频率为30 Hz时,获得了单脉冲能量107 mJ的简并波长2.1μm激光输出,808 nm激光二极管到2.1μm光光转换效率为10.5%,光束质量因子分别为M2x=2.38,M2y=1.56。     

Nd∶GdxLa1-xVO4 (x=0.8、0.6、0.45)晶体的制备和性能研究

报道了Nd∶GdxLa1-xVO4 (x=0.8、0.6、0.45)系列新型晶体的生长,并研究了它们的性能. 用中频感应提拉法生长了Nd∶GdxLa1-xVO4 (x=0.8、0.6、0.45)系列晶体.研究表明,随着La在晶体中含量的增加,晶体生长的难度逐渐增大. 测量了这三种晶体的结构和晶胞参数, 结果表明它们的结构仍为锆英石结构,随着La掺杂量的增加,晶胞参数逐渐变大. 测量了Nd∶Gd0.8La0.2VO4和Nd∶Gd0.6La0.4VO4晶体的吸收谱和荧光谱.随着La掺杂量的增加,在808.5 nm附近的吸收半宽增加.其发射波长没有明显的变化. 用LD抽运Nd∶Gd0.8La0.2VO4晶体,进行了发射波长为1.06 μm和1.34 μm的激光实验.在2.9 W的抽运功率下,获得了1.18 W的1.06 μm和671 mW的1.34 μm的激光输出(OC27)