高效率倍频Nd:YAG激光器

Nd:YAG输出波长1.064微米的二次谐波能用CD~*A和KD~*P两种晶体产生。当晶体在基波和二次谐波的折射率相等时——也即称为“相位匹配”条件时,效率接近50％。对于Ⅰ型倍频过程来说,当基波的寻常光的折射率等于二次谐波非常光的折射率时,能满足这个条件。对Ⅱ型倍频来说,必要的条件是:二次谐波非常光的折射率须等于基波的非常光和寻常光折射率两者的平均值。CD~*A的相位匹配能经过Ⅰ型过程在θ_m=90°将晶体温度提高到约100℃来实现,决定于该晶体含氘水合物量。一个长21毫米的CD~*A晶体相对效率曲线的温度宽度是3.25℃(半最大值时全宽)。90°相位匹配允许在入射光发射度比衍射极限大一个数量级的情况下有高效率的倍频,而不致引进由于双折射引起的离散。本文介绍的数据表明:倍频效率为晶体长度和入射平均功率密度的函数,包括考虑到效率和平均功率饱和。KD~*PⅢ型在室温下在θ_m=53°36′相位匹配。在这种情况下,为了得到高效率的倍频,入射基波光束的发散度必须接近衍射极限。按正常轴旋转,一块25毫米长的晶体角半宽度是1毫弧度。与CD~*A比较,采用KD~*P是优越的,因为它容易得到,破坏阈值高,在室温下有高的饱和度和有效性。脉冲能量为3焦耳,重复率为10次/秒Nd:YAG脉冲激光器,波长0.532微米的激光功率已达到10.5瓦。     

LD抽运的全固态三倍频紫外激光器

激光二极管(LD)抽运全固态激光器具有效率高、体积小、价格低、使用维护方便等优点,LD抽运固体激光通过频率变换产生紫外激光是目前的研究热点之一.目前已有用LD抽运Nd∶YAG激光器经四倍频在266 nm处输出20.5 W的报道,国际上广泛开展了全固态紫外激光的研究,研究主要集中在LD抽运Nd∶YAG调Q激光进行三倍频、四倍频,以及采用外腔谐振技术的连续Nd∶YAG激光的四倍频技术,对于连续输出的全固化三倍频激光(355 nm)还很少见报道. 实验中的激光介质为φ4 mm×10 mm的Nd∶YAG,两端镀1.064 μm及808 nm高增透膜,采用球面镜作为腔镜,二倍频晶体为II类位相匹配的KTP晶体,晶体尺寸为5 mm×5 mm×7 mm,三倍频晶体采用Ⅱ类位相匹配的LBO晶体,晶体尺寸为4 mm×4 mm×10 mm,R=100 mm平凹镜为全反射镜,R=30 mm的平凹镜为输出镜,对1.064 μm及532 nm高反射同时对紫外光355 nm高透过;三倍频晶体放在腔内的束腰处,腔长约120 mm,接近共焦腔.在半导体抽运Nd∶YAG全固态激光的基础上,采用内腔倍频技术,当半导体注入抽运功率为8 W时,产生约3 mW连续运转的355 nm紫外激光,当采用声光调Q运转时,产生的三倍频紫外激光输出平均功率超过50 mW.(OC2)     

2800～4100埃连续可调紫外激光器

报导了Nd:YAG脉冲激光器基波(1.06微米)与它的四次谐波泵浦的参量放大器输出(0.42～0.7微米连续可调)在KDP晶体中进行和频,产生0.3～0.41微米连续可调的紫外激光.以及Nd:YAG脉冲激光器的二次谐波(0.53微米)泵浦的若丹明6G染料激光在ADP晶体中倍频,产生0.28～0.3微米连续可调的紫外激光的实验结果.     

专利与文献

一、激光器件 5001 在二极管泵浦的内腔倍频Nd:YAG激光器中起因于纵模耦合的大幅度起伏 Large-amplitude fluctuations due to longitudi-nal mode coupling in diode-pumped intracavity-do-ubled Nd: YAG lasers, T. Baer, J. Opt. Soc. Am B, 1986, Vol. 3, No. 9, pp. 1175-1180. 具有内腔倍频晶体的二极管泵浦Nd:YAG激光的输出具有大幅度起伏和纵模不稳定性,本文提出这种不稳定性的实验和理论研究结果,这种不稳定性起因于激光振荡器的纵模耦合。本文还提出有关具有内腔倍频晶体的多纵模激光振荡器的变化率方程理论。     

基于正交频率变换的高功率蓝绿全固态激光器

对多横模全固态激光器使用正交频率变换进行了分析,计算了频率转换效率与激光发散角的关系。使用双KTP晶体正交倍频的方法,对Nd∶YAG激光器输出的含有高阶横模的激光进行倍频实验研究。在1064 nm Nd∶YAG激光基波功率密度为121 MW/cm2时,其谐波转换效率达到75.5%。研究表明,对于光束质量较差的基波激光,采用正交频率变换的方式,适当选择晶体参数,同样可以获得较高效率的二次谐波输出。     

砷酸二氢铷频率变换器

自从砷酸二氢铷(RDA)晶体实现红宝石激光倍频以来,有不少研究者已研究了这种晶体的线性和非线性光学特性。这种晶体的特点是非线性光学常数大和有利的折射率色散,这样非常有利于高功率激光的频率变换。本文报导高功率Nd:YAG激光在RDA中频率变换的实验研究。在实验中采用长14.8毫米RDA晶体,以45°z50°y切割,获得Nd:YAG激光近垂直入射倍频的I型相位匹配。用日立公司的     

深紫外固体激光系统

报道了一种利用非线性光学频率变换技术生成深紫外激光的固体激光系统.此系统采用基于CLBO晶体和频的频率变换方案,参与和频过程的两路激光分别是一台全固态声光调Q Nd:YVO;激光器输出的1064 nm近红外激光和一台灯抽运电光调Q倍频Nd:YAG激光器抽运的钛宝石激光器输出的三倍频238.7 nm紫外激光.对系统中的调Q倍频Nd:YAG激光器、钛宝石激光器、BBO三倍频模块、调Q Nd:YVO4激光器以及CLBO和频模块进行了详细描述.最后,在实验中获得了最高功率217 μW,重复频率10 Hz的195 nm深紫外激光输出.     

双光子共振增强的简并四波混频

我们采用如图1所示的实验装置.Nd:YAG的1.06微米激光辐射经KDP晶体倍频,倍频效率约10%,即在激光束总能量中,1.06微米的激光占     

KTP倍频Nd:YAG激光和Ho:YAG激光心肌打孔组织学变化的对比研究

目的 :比较国产 KTP倍频 Nd:YAG激光和 Ho:YAG激光对离体猪心激光打孔的组织学效应 ,探讨国产 KTP倍频 Nd:YAG激光用于激光心肌血运重建术的可能性。方法 :分别用 KTP倍频 Nd:YAG激光和 Ho:YAG激光以多种级别的工作参数对离体猪心左心室心内膜面进行照射 ,行病理组织学检查 ,测量激光孔道直径、深度及坏死层厚度。结果 :KTP倍频 Nd:YAG激光和 Ho:YAG激光均能有效形成激光孔道 ,随能量增加 ,孔道深度增加。KTP倍频 Nd:YAG激光具有孔道直、热损伤小的优点。结论 :KTP倍频 Nd:YAG激光是激光心肌血运重建术可供选择的激光源。     

高功率激光装置中的三倍频Nd:YLF模拟激光系统

基于高功率激光装置 --"神光Ⅱ"中的三倍频模拟激光光源的需要,提出并研制了一套Nd:YLF调Q三倍频激光作为模拟光源,采用氙灯抽运,Cr4+:YAG被动调Q,KTP晶体与BBO晶体的组合三倍频,得到了Nd:YLF晶体的1.053 μm波段的三倍频0.3510 μm波长激光,满足了系统的需求.     

1J倍频Nd：YAG激光器

报道了倍频Nd:YAG固体激光器的研究结果,激光器系统由一级板条Nd:YAG激光振荡器、三级板条放大器和KTP倍频晶体等构成,输出倍频激光能量大于1J,脉冲重复频率1Hz,脉冲宽带6ns～9ns,倍频效率约为48%。     

紫外激光缩微打标机的研制

本文介绍了用非线性倍频技术使Nd:YAG脉冲激光器产生四倍频2660A紫外激光输出,并以此为光源研制出紫外激光缩微打标机。同时介绍了在人工晶体材料上打标的情况。     

KTP倍频Nd∶YAG激光和Ho∶YAG激光心肌打孔的组织学变化的对比研究

目前临床用于心肌血运重建术的激光主要有CO2和Ho∶YAG激光,它们也有各自的优缺点,寻找新的能有效形成激光孔道且对周围组织损伤小的激光源是目前研究的一个方向,为此,我们比较国产KTP倍频Nd∶YAG激光和Ho∶YAG激光对离体猪心激光打孔的组织学效应,探讨KTP倍频Nd∶YAG激光用于激光心肌血运重建术的可能性.方法: 分别用 KTP倍频Nd∶YAG激光和Ho∶YAG激光以多种级别的工作参数对离体猪心左心室心内膜面进行照射,进行病理组织学检查,测量激光孔道直径、深度及坏死层厚度,比较两种激光心肌打孔的组织学变化.结果: KTP倍频Nd∶YAG激光和 Ho∶YAG激光均能有效形成激光孔道,随能量增加,孔道深度增加.KTP倍频Nd∶YAG激光具有孔道直、热损伤小的优点.结论:KTP倍频Nd∶YAG激光是激光心肌血运重建术可供选择的激光源.(OF2)     

CD~*A倍频技术的实验研究

用电光调Q的YAG激光振荡-放大系统作为基波光源做实验,以GD~*A作倍频元件,获得双向倍频输出能量160毫焦耳,单向倍频输出127毫焦耳。脉宽15毫微秒,转换效率36％,如果YAG激光采取选模,则倍频效率可以提高到60％。实验测得温度匹配曲线,其中最佳匹配温度102.8℃,温度匹配的半宽度⊿t=4.26℃。 CD~*A按照45°Y,90°Z切割,长12毫米,密封在一个恒温槽里的中心位置,温度可调范围40～130℃,温度波动<0.1℃。恒温槽的二端窗口被膜片密封,输入膜片对1.06微米高透,对0.53微米全反;而输出膜片对0.53微米高透,对1.06微米全反。这样既能提高恒温槽的温度稳定性和更好地防潮,又能实现双向倍频,同时把CD~*A端面的反射光和散射光得到充分利用。     

1J倍频Nd∶YAG激光器

报道了倍频Nd∶YAG固体激光器的研究结果,激光器系统由一级板条Nd∶YAG激光振荡器、三级板条放大器和KTP倍频晶体等构成,输出倍频激光能量大于1J,脉冲重复频率1Hz,脉冲宽度6ns～9ns,倍频效率约为48%.     

掺钕铝酸钇(YAP:Nd~(3+))倍频激光器的研究

掺钕铝酸钇(YAP:Nd~(3+)是继YAG之后出现的一种新的激光晶体。因为YAP激光输出是偏振光,这对于各种非线性光学应用,YAP晶体将显示出较YAG晶体更为优越的特点。我们根据YAP激光晶体可输出偏振光的特点,实验研究了这种激光器的倍频特性。 把倍频晶体碘酸锂(LiIO_3)置于腔内,分别对YAP和YAG激光进行腔内倍频实验。实验装置如图1。     

凸—ARR非稳腔被动锁模和调Q激光的腔内倍频

采用凸－ARR（抗共振环）非稳谐振腔,BBO晶体作为腔内倍频元件,在Nd:YAG被动锁模和Nd:YAG,Cr^4 :YAG被动调Q激光器中实现腔内倍频运转,分别获得了倍频能量转换效率为63．6％和31．5％。实验结果指出,提高基波光功率密度可大大提高脉冲激光的倍频能量转换效率。     

一种脉冲宽调谐BBO光参量振荡器的实验研究

使用Nd：YAG激光器的倍频(0．532μm)光泵浦BBO晶体光参量振荡器，使用一组腔片，获得0．7～2．1μm可调谐激光输出，并对实验结果进行了分析。     

Mg:LiNbO3晶体在Nd:YAG激光倍频中的应用

本文报导了用Mg:LiNbO3晶体在Nd:YAG激光倍频应用中几种方法的主要结果,指出了一般应用中合适的功率密度、实验中注意点及对晶体光学质量的要求。     

激光二极管泵浦高功率Nd：YAG紫外激光器

对半导体侧面泵浦Nd:YAG准连续高功率紫外激光器进行实验研究,首次采用新颖谐振腔型对基波进行非线性转换获得稳定的355nm紫外激光输出.在主谐振腔中,3列相互呈120°放置的激光二极管线阵对中心处直径3mm的Nd:YAG晶体棒进行连续泵浦,实现了1064nm基频光稳定振荡;在子腔中,使用对基频光双程倍频双程和频的方法提高转换效率,实现了高功率准连续355nm紫外激光单向稳定输出;实验使用角度调谐的Ⅰ类相位匹配LB0晶体与Ⅱ类相位匹配LBO晶体,当调制频率5.4kHz时,355nm紫外激光最高平均输出功率1.89W,脉冲宽度小于65ns,1h内输出功率抖动低于7%.