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。     

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。     

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。     

掺镱光纤-固体高功率超短脉冲放大研究进展

高功率超短脉冲激光器在工业、科研和国防等领域有着广泛应用。光纤-固体混合放大技术将光纤激光器的光束质量好、单程增益大、散热性好等优势和单晶光纤/棒状(块状)固体放大器的脉冲峰值功率高、非线性效应弱等优势结合,是实现结构紧凑、稳定性好、成本低的高峰值功率、大能量超短脉冲激光器的有效手段。总结了近年来1μm波段掺镱光纤激光器、光子晶体光纤放大器、单晶光纤放大器和棒状(块状)固体放大器的国内外研究进展,重点介绍了本课题组在高功率超短脉冲光纤激光器、光子晶体光纤与固体放大器等领域的工作,同时探讨并展望了光纤-固体混合放大技术未来的发展方向。     

LD单端泵浦Nd:GdVO4声光调Q高重频窄脉宽激光器

激光二极管(LD)泵浦的Q调制高频率、窄脉宽、高峰值功率的固体激光器在激光雷达、激光加工等领域日益得到广泛的应用,而更高调制频率的固体激光器在将来会更受青睐.分析了泵浦功率和输出透过率两个因素在10～100 kHz调制频率下对脉宽的影响程度.研制了LD单端泵浦Nd:GdVO4声光调Q激光器,实现了重频100 kHz下窄脉宽激光输出.在重频为80 kHz时,获得脉宽17.7 ns,平均输出功率3.49 W,峰值功率2.46 kW和在重复频率为100 kHz时,获得脉宽19.6 ns,平均输出功率3.52 W,峰值功率1.79 kW的效果.     

LD单端泵浦Nd:GdVO4声光调Ｑ高重频窄脉宽激光器

激光二极管（LD）泵浦的Q调制高频率、窄脉宽、高峰值功率的固体激光器在激光雷达、激光加工等领域日益得到广泛的应用，而更高调制频率的固体激光器在将来会更受青睐。分析了泵浦功率和输出透过率两个因素在10~100 kHz调制频率下对脉宽的影响程度。研制了LD单端泵浦Nd:GdVO4声光调Q 激光器，实现了重频100 kHz下窄脉宽激光输出。在重频为80 kHz时，获得脉宽17.7 ns，平均输出功率3.49 W，峰值功率2.46 kW和在重复频率为100 kHz时，获得脉宽19.6 ns，平均输出功率3.52 W，峰值功率1.79 kW的效果。     

先进光纤激光技术

高光束质量、高峰值功率、小型化的短脉冲激光系统在激光雷达、光谱学、精密探测等领域有非常广泛的应用。在脉冲光纤激光器方面,针对调Q双包层光纤激光、脉冲调制LD技术及其多级光纤级联放大系统、基于调Q固体激光器的全光纤型MOPA系统进行了详细的理论分析和实验研究,研制出了全光纤化的脉冲光纤激光器。这些工作为全光纤化脉冲光纤激光器的研制和推广奠定了基础。     

Nd^3＋：YAG固体激光器电光调Q激光脉冲的时域分析

Nd^3＋：YAG固体激光器多元激光精密同步合成技术是实现大能量、高峰值功率脉冲激光输出的重要途径。其关键技术是对Nd^3＋：YAG固体激光器电光调Q进行精密光电控制。通过对Nd^3＋：YAG固体激光器电光调Q理论分析和仿真，得到单元激光器不同控制参数下的输出特性，经电光调Q专题试验验证，脉冲激光输出波形与仿真结果相吻合，达到预期效果。在此基础上提出了激光精密同步合成的技术条件和可行性。     

LD泵浦全固体单频激光器研究取得新进展

报道了近期在LD泵浦全固体单频激光器研究上取得的一些重要成果。采用放大器结构,实现了低功率红外单频激光的高倍数放大;结合采用短程及收、调Q技术和双折射滤光片技术,实现了绿光激光器的较大功率单频稳定输出,其中连续输出平均功率超过120mW,脉冲输出峰值功率超过100W。     

高能量脉冲光纤激光器的研究进展及其应用

综述了高能量、高峰值功率的脉冲光纤激光器.详细介绍了实现高能量脉冲输出的光纤调Q技术、光纤脉冲主振荡功率放大技术的原理和国内外研究进展,以及高能量脉冲光纤激光器的前景和应用.     

固体激光器弛豫振荡尖峰脉冲参数的影响因素分析

利用固体激光器的弛豫振荡的尖峰脉冲特性,设计制作了一个窄脉宽、高重复频率的脉冲激光器。其方法是通过调节脉冲电流源的电流脉冲宽度,在固体激光器刚发出第一个尖峰脉冲时即关断泵浦电流。在实验中,对影响其尖峰脉冲参数的因素进行了探索,得出了尖峰脉冲的峰值功率、脉冲宽度与泵浦电流、腔长、输出镜透过率的关系,并从原理上对其进行了定性的分析和解释。基于实验及分析得到的结果,通过调整激光器的参数,设计出的脉冲激光器峰值功率能达到8W,脉宽能达到10 ns,重复频率可以达到百kHz的量级。文中的实验和分析结果对于固体激光器弛豫振荡的尖峰脉冲特性的理论认识及利用固体激光器弛豫振荡特性来设计脉冲激光器的参数设计都具有一定的指导意义。     

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。     

Diode-pumped passively mode-locked Nd:YVO/sub 4/ lasers with 40-GHz repetition rate

We present two different diode-pumped passively mode-locked Nd:YVO/sub 4/ lasers with a repetition rate of 40 GHz. This is the highest repetition rate demonstrated so far with diode-pumped 1-/spl mu/m solid-state lasers. The first laser design allows short pulses of 2.7-ps duration whereas the second laser design is optimized for high average output power of up to 288 mW. We compare both design approaches and show that there is a tradeoff between output power and pulse duration.     

Compact Nd:YVO/sub 4/ lasers with pulse repetition rates up to 160 GHz

We present a comprehensive study on multigigahertz repetition rate Nd:YVO/sub 4/ lasers, passively mode-locked with semiconductor saturable absorber mirrors. A brief review of Q-switching instabilities with special emphasis on high repetition rate is given. We then present basic design guidelines, and experimentally show that one can push the pulse repetition rate of a Nd: YVO/sub 4/ laser up to 157 GHz, reaching the fundamental limit to the repetition rate which is given by the pulse duration and thus by the amplification bandwidth. We also demonstrate an air-cooled diode-pumped 10-GHz Nd: YVO/sub 4/ laser with 2.1-W average output power and 13% electrical-to-optical efficiency, showing the potential of solid-state lasers generating multiwatt, multigigahertz pulse trains with high efficiency.     

低压驱动复合腔电光调Q微晶片激光器

复合腔电光调Q微晶片激光器是一种集成化的固体激光器,具有体积小、基横模、单纵模、线偏振运转,输出脉冲重复频率高,脉宽窄的优点,是高重复频率、高光束质量的主振荡功率放大器(MOPA)激光系统的理想种子源。进行了低压驱动复合腔电光调Q微晶片激光器的实验与理论研究。根据理论分析,增加电光晶体长度和提高端面反射率可减小标准具透射谱半宽度,进而降低驱动电压。设计了两套激光器实验方案。实验中激光增益介质和电光晶体分别选用Nd:YVO4和LiTaO3,谐振腔尺寸小于3 mm×3 mm×2.5 mm。方案1主要研究增加电光晶体长度后的激光器输出特性,在抽运功率184 mW,240 V驱动电压下,可实现300 kHz激光脉冲输出,脉冲宽度10 ns,峰值功率9.4 W。在方案2中,通过进一步提高端面反射率,在短时间内可输出1 MHz脉冲。     

Coherent combining of two pulsed fibre lasers in phase modulated mutually coupled fibre laser array

A scalable architecture for coherent combining of pulsed fibre lasers is reported. Stable synchronous and phase-locked pulsed fibre laser beams are generated in a phase modulated mutually coupled fibre laser array. The mechanism for generating a pulsed laser is different from previous Q-switching, modelocking or pump modulation methods. Two pulsed fibre lasers are coherently combined with 0.48 J pulse energy at the repetition rate of 115 kHz. The repetition rate can be controlled by adjusting the pump current. The combining efficiency of the two pulsed fibre lasers reaches 90 and the fringe contrast is larger than 40 .     

25kHz、约2ns声光调Q Nd:YVO4激光器研究

为了获得高重频窄脉冲高光束质量激光输出,采用LD抽运Nd:YVO₄晶体声光调Q方案,进行了相关理论分析和实验验证,振荡级获得了重频25kHz、单脉冲能量22.4μJ、脉冲宽度2.19ns、光束质量因子M2 < 1.2的种子激光,光光转换效率为24.3%;放大级获得了重频25kHz、单脉冲能量585μJ、脉冲宽度2.26ns、光束质量因子M2 < 1.7的激光输出,提取效率为15.6%。结果表明,采用LD抽运Nd:YVO₄晶体声光调Q方案能够获得高重频、窄脉冲、高光束质量激光输出,其实验现象与理论计算结果较为符合。     

Very short far-infrared pulses from optically pumped CH3OH/D, CH3F, and HCOOH lasers using an EQ-switched CO2laser as a pump source

Very short far-infrared (FIR) pulses were generated from optically pumped CH3F, CH3OH/D, and HCOOH lasers using aQ- switched, current pulsed (200 mA, 100 μs), low pressure (20 torr) CO2laser as a pump source. Values of 20 ns for the rise time and 50 ns for the decay time of the FIR pulses have been observed. The dependence of the FIR pulse shape parameters, i.e., rise time, decay time, and pulse buildup time, on the width of the pump pulse and the pressure of the molecular gas have been investigated experimentally. Due to the regular pulse shape, high repetition rate (350 Hz), high peak power (≳1 W), and broad spectral range (lambda = 100-500 mum), the pulses are very useful for purposes of solid-state and molecular time resolved spectroscopy.