输出参数可调的微宝石激光器设计

从激光二极管泵浦Cr4 :YAG被动调Q微宝石激光器速率方程出发,分析了微宝石激光器输出参数(脉冲能量、峰值功率、脉宽、重复频率)的影响因素,计算表明在激光模块(包括激光晶体、调Q晶体、镀膜)已定的情况下,输出激光脉冲的脉宽也已定,而改变泵浦面积可以同时改变脉冲能量、峰值功率、重复频率,改变泵浦速率只改变脉冲重复频率.在此基础上对输出参数可调的微宝石激光器进行了概念设计.     

DPL泵浦光分布对激光脉冲的影响

研究了端面泵浦二极管泵浦固体激光器中泵浦光分布对输出脉冲的影响.通过对端面抽运情形下光场运动方程进行研究,改变泵浦光的半径和功率,得出了输出脉冲峰值功率和脉冲宽度的变化规律.结果表明:泵浦半径增大,输出脉冲峰值功率减小,脉宽展宽.泵浦功率越小,输出光脉宽越大.     

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％。     

千赫重复率闪灯泵浦Nd:YAG激光器

固体脉冲激光器通常有两种工作方式:脉冲闪灯泵浦,振荡重复频率很低(<100赫),但峰值功率高;连续泵浦脉冲激光器,振荡重复率很高(几千或几兆赫),但峰值功率低。中等重复率脉冲激光器可用脉冲反射方式或脉冲透射方式Q开关,而高重复率激光器可以是腔倒空方式或锁模方式工作。许多应用包括搜索雷达在内要求激光器具有高的峰值功率和几千赫的重复频率。本文介绍一种闪灯泵浦Q开关Nd:YAG~(3 )激光器其重复频率几千赫,峰值功率超过500千瓦。     

LD泵浦的YAG热键合调Q激光器

对LD端面泵浦Nd:YAG/Gr4 :YAG热键合调Q激光器进行了实验研究.采用φ3×12mm晶体,端面镀膜方式在晶体两端直接构成平-平谐振腔.采用LD端面泵浦方式,分别研究了该激光器的脉冲重复频率、平均输出功率和脉冲宽度等参数随泵浦功率变化的输出特性,随着泵浦功率的增加,脉冲重复率和输出功率与泵浦功率呈线性增加,而脉冲宽度则有被压缩的趋势.当LD泵浦功率为6W时,热键合调Q激光器获得波长为1064nm、脉宽为5.3ns、平均功率为690mW的被动调Q激光脉冲输出.其光-光转换效率为11.5%,光束发散角为3.1mrad.实验结果表明,热键合激光器热效应好、可靠性高、输出光束质量高,是一种性能良好的新型一体化调Q固体激光器.     

直接调制半导体激光器产生高峰值功率的微微秒光脉冲

本文报导用直接增益调制的方法,从未加偏压的质子注入双异质结连续激光器上产生23微微秒脉宽的短光脉冲。获得的重复频率达到10兆赫,典型峰值功率为300毫瓦。由于利用激光器的首次弛豫振荡,所以输出光的时间特性基本上与调制电流的上升和下降时间无关。     

同步泵浦声光调Q全固态脉冲激光器

本文首次提出了同步泵浦声光调Q全固态脉冲激光器，分析了其基本理论，设计并实现了这种新型激光器。它克服了现有小型全固态脉冲激光器存在寄生多脉冲和峰值功率还不够高的缺点，用2W LD的泵浦时，得到了重复频率为4．5kHz、峰值功率为6kW、脉宽为18ns、无寄生脉冲的连续脉冲激光输出，可以较好地满足激光测距和激光雷达对此类激光器性能的要求。本文对实验方案、设备和结果进行了详细的描述。     

全固体1.3μm增益开关激光器的研究

增益开关和Q开关是获得脉冲激光运转的常用方法,对于在非线性光学研究、光通讯第二窗口装置检测、光纤传感等方面有着广泛应用前景的1.3μm波段全固体激光的脉冲产生,提出了使用增益开关的方法。首先在理论上使用速率方程对增益开关的运转进行分析,并就腔长对脉冲参数的影响进行了数值模拟。接着在实验上采用高频调制激光二极管供电电源的方法,使Nd:YVO4激光器工作在增益开关状态,即通过逐渐减小工作电源泵浦电流的脉冲宽度,使激光仅输出弛豫振荡的第一个脉冲,最后在泵浦电流脉冲宽度为5μs时,获得了平均功率80mW,光脉冲宽度200ns,频率200kHz,峰值功率2W,单脉冲能量0.4μJ的1.342μm激光的增益开关运转。     

受激光布里渊散射结合脉冲泵浦的可调谐调Q光纤激光器

介绍了一种受激布里渊散射(SBS)结合脉冲泵浦的全光纤调Q激光器,获得重复频率可调谐的亚10 ns高功率脉冲.利用瑞利散射(RS)和SBS共同作用自调Q机制,采用光纤干涉环结构与强泵浦抽运,可获得稳定的亚10 ns高功率调Q光脉冲.以脉冲泵浦控制调Q光脉冲产生的重复频率,实现调Q光脉冲输出重复频率的可调谐.实验结果表明:使用3 m高增益掺Er3+光纤,在两只975 nm半导体激光器强泵浦抽运下,可获得脉宽6 ns、峰值功率大于340 W、重复频率0～5 kHz的调Q光脉冲输出.该调Q光纤激光器具有全光纤结构、输出脉冲窄、峰值功率高、重复频率可调谐的特点,可用于分布式光纤传感系统与种子光源.     

光参量产生器泵浦源的优化设计与实验研究

研究了作为光参量产生器的泵浦源的1064nm Nd∶YAG激光器输出特性和运转特性。通过调Q脉冲的速率方程的数值计算得到脉冲形状,分析了脉冲形状对光参量振荡的影响。在泵浦功率为9. 3W, Q 开关重复频率为20kHz时,输出TEM00模1064nm 激光平均功率为3. 20W,光光转换效率34. 4% ,峰值功率为60kW。高峰值功率、窄脉宽的泵浦源为产生高质量、宽调谐、高转换效率的光参量产生器创造了条件。     

激光雷达用高性能光纤激光器

系统研究了窄线宽低噪声单频连续光纤激光器、高能量纳秒长脉冲单频光纤激光器以及高峰值功率纳秒短脉冲光纤激光器三类高性能光纤激光器:实现了工作于1、1.5及2 m波段的单频连续光纤激光器,典型光谱线宽小于3 kHz,强度噪声接近于散粒噪声极限;实现了高能量单频光纤激光器,脉冲能量超过200 J,重复频率20 kHz,脉冲宽度100~500 ns,激光波长位于1.5 m波段;实现了高峰值功率纳秒短脉冲光纤激光器,峰值功率超过700 kW,重复频率10 kHz,脉冲宽度3 ns;同时还实现了高重频高峰值功率纳秒短脉冲光纤激光器,峰值功率超过200 W,重复频率3 MHz,脉冲宽度1~5 ns。文中阐述了以上几类高性能光纤激光器在激光雷达探测系统中的应用前景。     

用于远程激光测距机的小体积高功率固体激光器

为了满足军用远程激光测距机对小体积高峰值功率固体激光器的应用需求, 采用短腔长、正交偏振电光调Q技术, 设计了小型风冷LD抽运Nd:YAG固体激光器, 并对样机进行了实验验证。结果表明, 激光器重量630g、重频20Hz、输出能量85mJ、脉冲宽度3.9ns、激光峰值功率21.8MW、束散角1.9mrad, 满足了小型化和高峰值功率的要求。该激光器具备较强环境适应性, 目前已实现工程化应用。     

高峰值功率重频脉冲固体激光器

综述了高峰值功率重频脉冲固体激光器的发展现状,对其中的Q开关、腔倒空、锁模等窄脉冲技术和放大技术进行了分析,展示了高峰值功率重频脉冲固体激光器的发展前景。     

激光二极管双端抽运声光调Q高重复频率Nd:GdVO4激光器

激光二极管(LD)抽运的固体激光器(DPSSL)的调Q器件是获得高重复频率、高峰值功率的有效手段之一,随着激光雷达、激光加工业的发展,要求调Q器件向着更高重复频率的方向发展。Nd∶GdVO4以其优异的物理和激光特性,使得它在激光二极管端面抽运固体激光器的声-光(A-O)调Q器件中,即使在很高的调制重复频率下,仍可获得窄脉宽、高峰值功率的脉冲激光输出。理论分析了影响脉冲激光的输出能量和脉宽大小的决定因素,研究了脉宽、平均输出功率及峰值功率随调Q重复频率的变化关系。利用双激光二极管双端抽运Nd∶GdVO4晶体棒,实现了声-光调Q高重复频率窄脉宽1063 nm激光输出。在晶体入射端面总抽运功率约43 W条件下,当重复频率f=10 kHz时,获得脉宽Δt=10.2 ns,单脉冲能量E=0.95 mJ,峰值功率PM=93.1 kW的输出;在重复频率f=100 kHz时,获得Δt=28.1 ns,E=0.10 mJ,PM=3.6 kW的结果。     

905nm InGaAs脉冲激光二极管驱动电流特性分析与测试

为了实现高功率905nm InGaAs脉冲激光二极管激光脉冲宽度和峰值功率可调,采用现场可编辑门阵列产生触发脉冲、集成模块EL7104C作为金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）驱动、以MOSFET为核心开关器件控制高压模块和储能电容之间充放电的方法,设计了脉冲激光二极管驱动电路,对驱动电流特性进行了理论分析和实验验证,取得了不同电容和高压条件下的电流脉宽和峰值数据,分析了具体变化关系,并以此进行了光谱和功率-电流特性测试。结果表明,影响驱动电流脉宽和峰值电流的关键因素是电容大小和充电高压,脉冲激光二极管驱动电流峰值在0A~40A、脉宽20ns~100ns时可控调节,脉冲激光二极管最大峰值功率输出可达40W,实现了脉冲式半导体激光器输出功率和脉冲宽度的可控调节。该设计与分析对近红外高功率脉冲激光器的可控驱动设计具有一定的实用参考意义。     

Dual frequency subnanosecond pulses from a millimeter-cavity dye laser

Dual frequency dye laser pulses of subnanosecond duration can be achieved by taking advantage of the spiking behavior of two lasing dyes within a single high-loss cavity. Two 10-kW pulses 1.5 ns apart were observed, each of 600-ps width, at wavelengths of 565 and 615 nm, respectively. The phenomenon of spiking in organic dye lasers has received attention as a potential mechanism for the creation of useable short pulses [1]-[4]. The feasibility of this was recently demonstrated by Lin and Shank [5], who achieved subnanosecond pulses from a nitrogen laser pumped dye laser with a high-loss cavity. By maintaining proper control of the pumping level and the cavity loss, they were able to isolate the initial dye laser spike which occurs with each pump pulse, while suppressing the formation of the relaxation oscillations which usually follow it.     

长下降沿时间的KD*P泡克耳斯盒驱动电源对全固态腔倒空激光器输出特性的影响

设计了一种脉冲激光二极管抽运的低重复频率全固态腔倒空激光器,为了尽可能减小损耗的影响,在腔内采用双薄膜偏振片结构,使反射率较高的垂直方向线偏振光在腔内振荡。以此装置为基础,就泡克耳斯盒驱动电源较长的下降沿时间对全固态腔倒空激光器输出特性的影响进行了实验研究。结果表明当泡克耳斯盒驱动电源的下降沿时间远大于腔内的一次往返时间时,激光器输出特性会发生明显地变化：增大电流强度会导致脉冲宽度增大,脉冲能量经历先增大后减少的过程;增大泡克耳斯盒驱动电源的开门时间,也会导致脉冲宽度和能量发生类似的变化。     

Time-dependent EM field characterization in pulsed lasers

The development of the EM field in pulsed solid-state lasers is analyzed with a two-dimensional fast-Fourier transform computational model. The model is designed to enable on-line characterization of the EM field starting from a randomly generated initial spontaneous field. The temporal variation of the laser beam quality together with the power spiking behavior is studied, showing sharp brightness peaks at the beginning of the free generated laser pulse. The instantaneous beam pattern is followed throughout the laser pulse duration. Some important characteristics of the formation of resonator modes are given and the influence of the mode competition on the formation of typical patterns in the integrated beam is analyzed. Intensity pattern oscillations which can be attributed to the previously observed vortex formation were clearly detected, showing well-defined oscillation frequencies of the local EM field, unrelated to transverse intermode beat frequencies. Experiments were carried out on an Er:YAG laser confirming the beam pattern formation and showing good agreement with the computational model     

Suppression of spiking behavior in flashpumped 2-μm lasers

Most pulsed solid-state lasers operating in a normal (long-pulse) mode exhibit transient spiking behavior, characteristic of relaxation oscillations. Suppression of this spiking behavior can be achieved using a number of passive techniques. In this paper, we describe the use of intracavity second-harmonic generation to achieve smooth, long-pulse operation of a flashpumped 2 μm Cr,Tm:YAG laser     

高重频大能量亚纳秒板条激光放大器研究北大核心CSCD

高重频大能量亚纳秒固体激光器具有重复频率高、单脉冲能量大、峰值功率高等特点,在国防军事工业加工等领域具有广泛的应用前景。本文报道了一种基于板条多程放大的亚纳秒激光放大器。种子光为重复频率1 kHz、平均功率4.5 W、脉冲宽度700 ps、波长1064 nm的基模激光,经过光束整形以匹配板条放大器口径,放大级采用角度复用及偏振变换实现四程放大,最终实现了重频1 kHz、单脉冲能量189 mJ、脉冲宽度720 ps、光束质量2倍衍射极限的亚纳秒激光输出。