2～5μm全固态中红外高功率光纤激光源研究进展（特邀）

2～5μm中红外波段激光在科学研究、生物医疗、通信等众多领域中都有重要的应用价值,一直以来都是激光领域的研究热点。主要对目前国内外高功率2～5μm全固态中红外光纤激光源的发展现状进行了梳理,包括稀土离子掺杂的中红外光纤激光器、波长灵活可设计的拉曼光纤激光器和宽带超连续谱激光器,并对2～5μm全固态中红外光纤激光源的发展进行了展望。     

人眼安全波段全固态单频激光器研究进展

人眼安全波段单频激光可作为相干多普勒测风、相干成像及大气中甲烷、二氧化碳等气体浓度差分探测激光雷达的光源。针对激光雷达对单频激光器的应用需求,本文综述了1.6μm波段、2μm波段连续及脉冲全固态单频激光器的研究进展;对单频激光的不同纵模选择方法、不同注入锁定控制方法、种子注入锁定及主振荡功率放大技术的特点进行了对比分析;对人眼安全波段全固态单频激光器的未来发展前景进行了展望。     

瓦级高效率中红外全固态3.8μm连续波Fe∶ZnSe激光器

报道了瓦级高效率中红外3.8μm连续波全固态激光器。采用自行研制的波长为2.8μm的光纤激光器泵浦Fe∶ZnSe晶体,并通过液氮对晶体进行制冷,获得了中心波长为3.8μm的连续激光输出。激光器的最大输出功率为0.97 W,斜率效率达到38.6%,泵浦阈值约为0.4 W。     

基于可饱和吸收体MoS_2的固态Tm…YAG被动调Q激光器

报道了一种以二维材料MoS_2作为可饱和吸收体的全固态Tm…YAG被动调Q激光器。该激光器以785 nm窄线宽半导体激光器作为抽运源,采用平平腔设计,以MoS_2纳米片作为可饱和吸收体,实现了2μm波段的被动调Q运转。在吸收抽运功率达到2.02 W时,获得了最大平均输出功率为421 m W、最小脉冲宽度为423 ns、重复频率为49.36 k Hz、最大单脉冲能量为8.53μJ的脉冲激光输出。结果表明,MoS_2是一种可适用于2μm波段固态激光器的可饱和吸收体,为产生近红外波段的脉冲激光提供了一种新的方法。     

2μm波段激光器的发展状况

讨论了产生2μm激光的两种方式,结合最新的相关文献分别对直接泵浦的2μm全固态激光器和2μm光学参量振荡器(OPO)的发展状况进行了详细的论述,并指出了2μm激光的应用前景。     

用于产生THz波和黄激光的全固态激光器

近年来全固态激光技术得到迅速发展,从而大幅度提高了其性能,扩大了其应用领域范围.介绍了全固态激光技术的一些最新重要进展:比较了已有的基于全固态激光器产生THz波的方法与基于半导体量子阱级联激光器、LN晶体、CO2激光器和光纤激光器等方法,提出一种基于单直线型谐振腔全固态激光器的高效、使用方便的新型THz波源;综述可见光全固态激光器研究开发的新进展,重点介绍基于腔内移频和倍频机理黄激光器和基于腔内拉曼移频和倍频的黄激光器的研究最新进展;同时介绍用LDA直接端面抽运板形激光介质轴对称输出的新型激光谐振腔、籽激光注入Q开关单纵模激光器、冷却激光介质的透明散热器、调Q锁模激光器的调制器等项技术的最新研究成果.     

红外波段全固态单频激光器研究进展

红外波段的全固态单频激光器在民用和军用领域都具有重要应用价值,是全固态激光器的重要发展方向之一.概述了实现全固态单频激光器的主要技术手段和典型的工作原理,总结了1.064m,1.5m～1.6m和2m波段红外全固态单频激光器的主要研究方向和国内外研究进展,分析对比了各波段全固态单频激光器的主要实验方法的优缺点,最后对未来全固态单频激光器的发展前景进行了分析和展望.     

用高破坏阈值半导体可饱和吸收镜进行Yb:YAB激光器锁模的研究

掺Yb^3 介质作为1μm波段全固态超短激光脉冲发射最有前途的激光介质受到普遍关注。与掺Nd^3-介质相比它具有更宽的发射谱线，因此更容易实现1μm附近宽调谐激光运转以及超短脉冲的产生；而它的吸收波长与InGaAs二极管激光器相匹配，可用于研制紧凑廉价的半导体激光抽运全固态激光器。此外，掺Yb^3 介质能级结构简单，避免了激发态吸收、浓度猝灭和上转换等不必要的激光损耗。     

LD泵浦Nd:YVO_4/LBO红光激光器

近几年来，全固态激光器由于其效率高，结构简单、稳定，寿命长等优点而成为激光研究领域的热点．5W、10W连续输出的全固态绿光激光器，已在很大范围内替代氩离子激光器．同样，高功率输出的全固态红光激光器也必将在很大程度上替代氪离子激光器．目前，主要是利用KTP，LBO等通过腔内倍频1．34μm得到红光激光输出．最近国外有人利用LBO11类非临界相位匹配在微片Nd：YVO4激光器中得到12mW的稳定的671urn激光输出．前几年国外有人利用I类临界相位匹配LBO在LD泵浦Nd：YLF激光器中获得300mw的659nm激光输出．利用KTP晶体腔内倍频，…     

二极管抽运全固态飞秒Yb激光振荡器

二极管抽运的全固态锁模Yb激光器能够在1μm附近输出高平均功率窄脉冲宽度的飞秒激光,在超快非线性频率变换、飞秒光学频率梳、超快光谱学等领域具有重要应用。利用被动锁模技术和克尔透镜锁模技术,人们在一系列新型Yb掺杂激光介质中实现了飞秒锁模激光运转。介绍了近年来在二极管抽运全固态飞秒Yb激光器的研究进展,并展望了进一步提高输出功率和缩短脉冲宽度的技术途径及发展前景。     

激光二极管端面抽运Nd:YVO4板条1342 nm激光器

1.3μm全固态激光器在激光雷达、光纤通信、激光医疗等军事和民用领域有着广泛的应用,同时其经过频率变换所获得的红蓝光也是激光彩色显示中的重要光源,因此对1.3μm激光器的研究具有很大的现实意义.但是,相对于1.06μm的情况,激光增益介质在1.3μm的热效应更明显,激光器的效率、输出功率也较低.2003年,A.Minassian等利用掠入射Nd:YVO4板条激光器结构获得了10 w基模1342 nm激光输出,并通过振荡放大系统将输出功率提高到20 w;2005年,中国科学院物理研究所Yao等利用激光二极管(LD)抽运棒状Nd:YVO4获得11 w的激光输出;2008年,清华大学Lu等采用双端面抽运两块棒状Nd:YVO4晶体,获得16.4 w的1342 nm激光输出.     

大功率激光器及其发展北大核心CSCD

大功率激光器在工业与国防等领域有着广泛的应用,是现代激光材料加工、激光再制造、国防安全领域中必不可少的核心组件。随着激光技术的发展,大功率激光器的性能也在不断提高,许多新型激光器相继问世。相比于传统的灯抽运激光器,半导体激光器具有体积小、效率高、质量轻、寿命长、成本低等诸多优点,在国民经济的许多方面起着越来越重要的作用。随着大功率半导体激光器的不断发展,由其抽运的全固态和非全固态激光器的发展也十分迅速。综述了半导体激光器以及全固态和非全固态半导体抽运激光器的历史和进展,并就提升大功率半导体激光器各方面性能做了相关介绍,分析评述了大功率激光器的发展趋势,并展望了大功率激光器在未来智能制造中的应用前景。     

角抽运Nd∶YAG复合板条1.1μm多波长连续运转激光器

报道了一种适合中小功率输出的全固态激光器的角抽运方法,抽运光从板条激光器中板条晶体的角部入射,可获得较高的抽运效率和较好的抽运均匀性。采用单角抽运方式,进行了角抽运Nd∶YAG复合板条1.1μm多波长连续运转激光器的实验研究。激光腔采用紧凑型平平直腔结构,腔长仅为22 mm。当注入抽运功率为50.3 W时,1.1μm多波长激光连续输出功率最高达10.9 W,光光转换效率为21.7%,斜率效率为22%。当注入抽运功率为48 W时,1.1μm多波长激光连续输出功率短期不稳定性小于0.6%。     

2μm波段陶瓷激光器的进展

介绍了在2μm波段陶瓷激光器的实验研究进展,主要包括高功率、高效率的Tm:YAG陶瓷激光器,半导体直接泵浦的Ho:YAG陶瓷激光器和Tm光纤激光泵浦的Cr2+:ZnSe烧结成型的陶瓷激光器,这些激光器的输出涵盖了2~2.4μm波段。由于2μm波段的激光陶瓷具有较长的上能级寿命和相对较低的声子能量,不仅在连续波输出时,而且在脉冲输出时具有潜在的高转换效率。还讨论了2μm波段陶瓷的光谱特性,以及这些特性对于2μm波段激光输出性能的影响。     

全固态黄光激光器研究进展

黄光波段的激光在生物医学、空间目标探测和识别、激光显示、化学等领域有着广泛的应用前景,近年来人们对全固态黄光激光器进行了大量的研究.简述了全固态黄光激光器的发展历史和研究现状.对黄光激光的产生方式进行了讨论,重点介绍两种获得黄光激光的非线性光学方法:和频和受激拉曼散射效应.在和频方式的讨论中,对比分析了腔内和腔外两种和频方式.分析了三种不同技术途径的全固态拉曼黄光激光器.介绍了通过直接倍频红外激光获得黄光激光的研究情况.最后指出了全固态黄光激光器的发展方向.     

掺铥光纤激光器在2μm处可调谐

南安普顿大学光电子研究中心的研究人员宣布他们采用双包层掺铥硅光纤已研制成2 μm的高功率可调谐连续波激光器。新激光器从 787nm 36 .5W输入功率产生 1 4 W的单模输出。该激光器输出波长可调 ,已工作在1 .85～ 2 .0 7μm波长范围 ,输出功率为几瓦。图　带有二个激光二极管条的掺铥光纤激光能在 2μm产生高效高功率输出最近对高功率全固态 2μm辐射源很有兴趣。该光谱区对人眼安全 ,因此对遥感应用(如激光雷达和医学应用 )很有用。对于中红外 ( 3～ 5μm)的高效非线性频率转换也很有用。这些应用需要很好的光束质量 ,对有些应用则是必不…     

2μm光纤激光器的研究进展

近年来,2μm光纤激光器由于自身优点和重要应用价值受到人们的极大关注。综述了单掺Tm3 、单掺Ho3 和Tm3 :Ho3 共掺2μm光纤激光器的发展状况,分析提出1565nm抽运Tm3 :Ho3 共掺光纤激光器系统是产生2μm激光的较佳选择。     

全固态激光器电流调制特性的实验研究

近年来,全固态激光器快速发展,将取代灯抽运固体激光器成为激光器件领域的主流.在激光加工和激光显示等领域的应用中,常常需要对光进行调制.直接调制抽运LD的电流实现全固态激光器的调制将是一个重要的发展方向. 本文基于激光显示应用的需要,首次对全固态红外光和绿光激光器的低频(100 Hz～20 kHz)和大电流(-2 A)调制特性进行了实验研究.测量了激光输出功率、接通延迟时间、阈值电流、正脉冲的占空比等与调制频率和调制电流的关系,对808 nm 抽运光、1064 nm基频光和 532 nm倍频光的调制特性进行了比较和讨论.(OC26)     

低噪声连续单频532 nm/1.06μm双波长激光器

研制出一台全固态低噪声连续单频Nd∶YVO_4-LBO双波长激光器,通过优化三硼酸锂(LBO)的匹配温度,获得了波长为1.06μm的激光功率为3.8 W、波长为532 nm的激光功率为7.8 W的连续单频双波长激光输出,并有效降低双波长激光的强度噪声和相位噪声。实测的1.06μm和532 nm波长激光的强度噪声均在分析频率大于3.5 MHz时达到散粒噪声极限,相位噪声均在分析频率大于5 MHz时达到散粒噪声极限。当采用Pound-Drever-Hall锁腔技术锁定激光器的腔长时,1.06μm波长激光在1 h内的频率漂移小于±0.8 MHz。实测的1.06μm和532 nm波长激光在5 h内的功率波动分别小于±0.63%和±0.47%,光束质量因子分别为1.04和1.12。     

LD抽运的高性能微型绿光激光器

研制成高性能微型全固态绿光激光器。用独特的整体控温技术提高器件效率 ,全部元件固化为一个整体以提高激光输出功率和光束指向稳定性 ,用 1W的LD纵向抽运Nd∶YVO4 /KTP激光器 ,获得 195mW的TEM0 0 模 0 53μm连续激光输出。输出功率不稳定度≤± 2 % ,光束方向稳定性优于 0 0 1mrad/hr和 0 0 3mrad/ 2 4hrs。该器件体积小 ,效率高 ,使用方便。