Cr~(4+)∶YAG被动调QNd∶YAG陶瓷激光器的研究

介绍了近几年迅速发展的一种新型激光介质———透明Nd∶YAG多晶陶瓷的发展状况,对比分析了多晶陶瓷与单晶的光谱特性、激光特性和连续实验研究情况。并对钛宝石激光器调谐至808 nm,端面抽运Nd∶YAG陶瓷被动调Q全固态激光器的脉冲运转进行了较为详细的理论分析和实验研究。采用初始透射率为90%的Cr4+∶YAG可饱和吸收晶体,被动调Q的阈值功率为119 mW,当端面抽运功率为465 mW时,获得波长为1064 nm,脉宽为16ns,重复频率为18.18 kHz,单脉冲能量为3.4μJ,平均输出功率为61 mW的稳定调Q激光输出。采用不同初始透射率的Cr4+∶YAG晶体进行了实验和对比分析。     

复合单晶被动调Q光纤激光器的制备与数值模拟

为了开发新型激光材料,采用激光加热基座法将Cr4 ∶YAG单晶光纤和Nd3 ∶YAG单晶光纤生长为一体化复合单晶光纤。利用速率方程理论,得到包含激光增益介质反转密度、光子密度和饱和吸收介质基态布居数密度的速率方程组。通过数值计算,求得复合单晶Cr4 被动调Q光纤激光器的若干重要特征参量及其与抽运率的函数关系曲线,计算结果较好地符合了实验结果,从而可以为优化设计这类单晶光纤激光器提供指导。     

Cr4+:YAG-Nd3+:YAG复合型单晶光纤及其被动调Q激光器

研究了被动调Q激光器选用激光加热基座法(LHPG)生长的Cr^4 ：YAG-Nd^3 ：YAG一体化复合型单晶光纤。初步实验结果表明该单晶光纤完全满足全固化被动调Q激光器的要求。对配置两种不同结构输出镜时分别对应的输出光束的特性进行了观测。已实现了脉宽9ns，最大平均输出功率达19mW，频率为10kH2的调Q激光。     

基于单晶光纤的固体激光器研究进展

单晶光纤激光器在激光医疗、激光成像、光电对抗以及人眼安全测照等领域具有重大的应用价值,近年来成为新型固体激光源研究的热点.文章介绍了单晶光纤的制备方法,分析了单晶光纤激光器的工作原理,着重阐述了连续单晶光纤激光器、调Q单晶光纤激光器及种子注入单晶光纤激光放大器的技术方案和最新研究进展,讨论了单晶光纤激光器的优点和劣势,并对单晶光纤激光器的进一步发展进行了展望.     

一体化光纤自调Q激光器及实验研究

用LHPG法将Cr^4 :YAG单晶光纤和Nd:YAG单晶光纤生长成为一体化的Nd^3 ,Cr^4 :YAG光纤，并实验研究了一体化的被动调Q光纤激光器的某些性质。得到了最大输出功率为15mW，脉宽为250ns的调Q激光。     

Cr4+:YAG作饱和吸收体的被动Q开关复合单晶光纤激光器

采用激光加热基座法(LHPG)将Cr4 :YAG单晶光纤和Nd3 :YAG单晶光纤生长为一体化复合单晶光纤。进一步实验研究该单晶光纤的一些性质,表明它满足全固化被动调Q激光器的要求。已实现了脉宽10ns、最大平均输出功率达30mW、重复频率为16kHz的调Q激光。     

用Cr∶YAG被动调Q的Yb∶YAG激光

用连续钛宝石激光器作抽运源 ,在室温下用Cr4 +∶YAG作可饱和吸收体实现了Yb∶YAG晶体的被动调Q激光输出。实验中获得了在 1 0 3μm平均功率为 5 5mW和脉宽 (FWHM )为 0 35 μs的被动调 Q激光。Cr∶YAG的初始透过率对Yb∶YAG被动调 Q 激光的脉宽 (FWHM )和重复率有一定影响。实验表明Yb∶YAG晶体是一种有前景的结构紧凑、高效和全固化的被动调Q激光晶体。     

Cr~(4+)∶YAG调Q的SBS激光器

对在SBS调Q的YAG激光器中加入Cr4+ ∶YAG的情况进行了计算模拟和实验研究 ,证明两种被动调Q的适当结合 ,可明显地提高系统的稳定性     

Cr4+∶YAG被动调Q激光器脉冲输出特性研究

研究了Cr4+∶YAG被动调Q激光器脉冲输出特性,通过Cr4+∶YAG跃迁吸收的速率方程模型,模拟分析了Cr4+∶YAG初始透过率和晶体长度对激光输出脉冲宽度的影响,并利用氙灯泵浦Nd∶YAG激光器进行了被动调Q实验。结合模拟结果分析了产生激光多脉冲的现象,通过对被动Q开关参数的优化,获得了激光脉冲宽度约为17.5 ns,单脉冲能量为195 mJ的稳定激光脉冲输出。     

Cr4 + ∶YAG被动调Q 激光器进展

文中简要介绍了Cr4 + ∶YAG晶体的可饱和吸收特性,重点介绍了Cr4 + ∶YAG被动调Q 激光器的最新进展,并展望了Cr4 + ∶YAG被动调Q 激光器的发展趋势。     

小型热传导冷却(Nd，Ce)∶YAG激光器热稳定性研究

在小型Cr4+∶YAG被动调Q热传导冷却(Nd,Ce)∶YAG激光器中,采用定向反射器取代平行平面腔中的全反射镜,大大提高了器件的热稳定性,获得了重复频率5pps的激光输出,单脉冲激光能量输出20～25mJ,调Q激光脉宽15ns,束散3～5mrad,工作温度范围－40℃～+55℃,激光器总长度小于130mm。     

Cr~(4+)∶YAG被动调Q纳秒脉冲包层抽运掺镱光纤激光器

报道了Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体用于包层抽运掺镱光纤激光器被动调Q并得到稳定纳秒脉冲输出。采用环形腔和线形腔两种腔形,可有效抑制受激布里渊散射(SBS)的非线性效应,抑制自脉冲产生,从而得到稳定被动调Q脉冲输出。采用环形腔结构,得到稳定的1μs脉冲输出,时间抖动和振幅抖动均方根(RMS)值小于5%。线形腔中采用高反射率光纤布拉格光栅(FBG)作为输出腔镜,也实现稳定脉冲输出,重复频率9.1～30.3kHz可调谐,最窄脉宽156ns,远远小于国内报道的微秒量级脉冲宽度。虽然平均输出功率只有几百毫瓦,因采用光纤输出,此类脉冲激光器可作为种子源,进而与光纤放大器相匹配,经光纤放大器放大输出功率可达到几十瓦,从而满足实际工业应用需求。     

凸-ARR非稳腔中Cr~(4+)∶YAG调Q激光器的研究

在带抗共振环 (Anti resonantRing ,ARR)的非稳腔Nd∶YAG激光器中 ,采用Cr4+ ∶YAG作为被动调 Q 元件 ,获得单脉冲能量 >85mJ,脉宽 40ns和能量起伏 0 4%的高能量、高稳定调Q激光脉冲。同时对平 凸非稳腔和平 平介稳腔进行实验比较 ,并对腔型和实验结果进行了初步分析。     

基于被动调Q固体激光器的激光点火系统的研究进展

稀薄燃烧是一种先进的燃烧方法,采用稀薄燃烧技术可以使发动机在减少废气排放的同时提高热效率。稀薄燃烧催发了激光点火技术的应用。最近几十年,脉冲宽度短、峰值功率高的被动调Q固体激光器得到了飞速的发展,特别是采用掺钕离子(Nd3+)和镱离子(Yb3+)的激光材料作为激光增益介质,用Cr4+∶YAG作为被动调Q开关的微片固体激光器在激光点火研究方面取得了长足的进展。系统地介绍了激光点火的机理和应用于激光点火的基于Nd∶YAG/Cr4+∶YAG与Yb∶YAG/Cr4+∶YAG的被动调Q固体激光器的最新研究进展,以及两类被动调Q激光器在激光点火应用中的优缺点,并指出了Yb∶YAG/Cr4+∶YAG被动调Q微片激光器在激光点火应用中的优势、需解决的问题及发展方向。     

高峰值功率微片激光器及其在LIBS中的应用

利用Nd3+:YAG/Cr4+:YAG键合晶体分别研究了被动调Q的单体和半外腔结构激光器的高峰值功率短脉冲激光特性,发现半外腔结构的被动调Q激光器具有产生脉冲宽度小于1ns、单脉冲能量达1mJ、峰值功率超过1 MW的潜力,远远优于单体激光器可以获得的单脉冲激光能量和激光峰值功率。利用所研制的半外腔结构被动调Q激光器,并结合自行研制的高分辨率光纤光谱仪,开展了激光诱导击穿光谱(LIBS)技术研究,针对标准铁合金样品和溶液中的Pb重金属离子,得到了较好的定性分析结果和定量关系曲线。     

新型钒酸盐混晶Nd∶Gd_(0.42)Y_(0.58)VO_4/Cr~(4+)∶YAG被动调Q锁模特性研究

研究了Nd∶Gd0.42Y0.58VO4混晶的激光运转特性。采用Cr4+∶YAG晶体作为被动可饱和吸收体,实现了Nd∶Gd0.42Y0.58VO4混晶的调Q锁模激光运转。实验测量了不同Cr4+∶YAG初始透过率情况下激光器的输出特性。在Cr4+∶YAG初始透过率T0=86.3%,输出镜透过率T=10%时,调Q锁模运转阈值为2.8 W,随着抽运功率的增加,调制深度逐渐加大。采用透过率T=20%的输出镜,注入抽运功率10.3 W时,调Q锁模深度约为70%,相应的脉冲包络重复频率为40 kHz,半高宽度为25 ns,平均输出功率为2.58 W,光-光转换效率为25%。     

双调Q复合腔Nd∶YAG-Cr4+∶YAG激光器的研究

报道一种有实用价值的、构思新颖的双调Q ,双波长输出的Nd∶YAG Cr4+∶YAG激光器。在由两个平凹腔耦合而成的复合腔中 ,Cr4+∶YAG晶体既作为可饱和吸收体对Nd∶YAG发射的 1 0 6 μm激光被动调Q ,又作为增益介质在 1 0 6 μm激光脉冲作用下发射中心波长 1 4 4 μm的激光脉冲。该激光器实现了 1 0 6 μm激光被动调Q和 1 4 4 μm激光增益调Q的双波长激光振荡 ,输出的 1 0 6 μm和 1 4 4 μm激光脉冲的能量和脉冲宽度分别为 18mJ,5 2ns和0 2 5mJ,19ns ;后者的脉冲宽度约为前者的三分之一。理论上 ,根据Cr4+∶YAG的能级结构和复合腔特点 ,分析了双调Q的工作机理 ;从速率方程出发导出双调Q复合腔激光器输出的 1 4 4 μm激光脉冲宽度和腔内 1 0 6 μm激光功率的关系。 1 4 4 μm激光脉冲时间宽度的理论计算值 ( 2 1 7ns)与实验结果 ( 19ns)基本相符。     

高功率2.97μm中红外被动调Q掺钬ZBLAN光纤激光器

<正>中红外调Q脉冲光纤激光器在光电对抗、激光微创手术、工业加工和非线性波长变换等领域有着重要的应用前景,已引起了国内外研究者的高度关注。2012年开始,美国亚利桑那大学的Zhu等报道了利用Fe3+…ZnSe晶体和石墨烯作为可饱和吸收体被动调Q掺Er3+ZBLAN光纤激光器和被动调Q掺Ho3+ZBLAN光纤激光器,所实现的最长波长为2.93μm,最高脉冲能量为2.0μJ。近年来,我国在2μm波段脉     

激光二极管抽运Nd∶YAG/Nd∶YVO_4共轴双晶体Cr∶YAG被动调Q激光器

报道了一种由激光二极管抽运的Nd∶YAG/Nd∶YVO4共轴双晶体的Cr∶YAG被动调Q激光器,利用这种方式相比于传统的Nd∶YAG/Cr∶YAG激光器提高了输出激光的偏振比,在非线性频率变换过程中得到了更高的转换效率,当抽运功率为10 W时获得了2.8 W的被动调Q 1064 nm激光输出,偏振比大于80∶1,激光重复频率为15 k Hz,脉冲宽度为7 ns,采用LBO作为非线性频率变换晶体,最终获得了223 m W的355 nm紫外激光输出。     

键合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG被动调Q微片激光器的优化设计

为了提高LD抽运脉冲微片激光器的输出性能和系统的集成度,采用龙格-库塔法对包含自发辐射与抽运速率的被动调Q速率方程进行了数值求解,结合被动调Q激光器输出参量的表达式对LD端面抽运的键合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG微片激光器输出参量进行了数值仿真。结果表明,利用长度1mm/1.5mm的键合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG晶体作为增益介质,当Cr4+∶YAG的初始透过率为75%、输出镜的透过率为30%、抽运光和腔内基模光半径均为100μm时,能够在抽运功率为4.5W的条件下实现平均功率0.7W、脉冲宽度174ps、重复频率16.1kHz的理论激光输出。该研究对被动调Q微片激光器的参量优化和应用具有理论指导意义。