双波长腔外同步和频355nm准连续全固态激光器

为了获得能够实用化的大功率355nm准连续全固态激光器,采用同一台双通道射频驱动源对准连续1064nm激光器和532nm激光器中的声光Q开关同时进行调制的方法来实现二者的同步,通过消色差透镜将1064nm光和532nm光同时耦合到Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行和频产生355nm紫外激光。在总注入电功率为436W、重复频率为6kHz时,355nm激光最大输出功率6.8W,脉宽为67ns,总转换效率为1.56%。结果表明,采用双波长腔外同步和频的方法可以获得大功率355nm准连续激光输出。     

大模场双包层光纤熔接的功率对准技术研究

为了提高高功率光纤激光器中大模场双包层光纤的熔接质量,采用NUFERN 20/400μm双包层光纤搭建了光功率对准系统,对大模场双包层光纤中存在包层光以及纤芯中只有基模和存在高阶模时光纤径向偏移与耦合效率的关系进行了理论分析和实验验证。结果表明,大模场双包层光纤中包层光和纤芯中高阶模的存在使耦合效率对径向偏移变化的敏感度降低,滤除包层光和高阶模后耦合效率随光纤径向偏移量呈高斯型变化; 使用光功率对准系统搭建千瓦级双端抽运激光系统,最大输出功率约1170W,光光转换效率约73%,光束质量约1.22,实现了千瓦级准单模输出。光功率对准技术能够实现待熔光纤的精确对准,对高功率光纤激光器输出性能的提升有重要意义。     

毫米波准光功率合成技术的研究进展

总结了毫米波、亚毫米波频段的准光功率合成技术的研究进展,介绍了准光功率合成技术早期的研究成果。重点讨论了近期提出的引入全息技术的准光功率合成技术。全息技术有效地解决了器件小型化和散热间的矛盾,能满足未来更高频率的输出功率和效率的要求。     

应用于金属焊接的光纤耦合输出2kW半导体激光光源

报道了一种高效节能、千瓦级光纤柔性输出半导体激光焊接光源。采用半导体激光合束技术,研制出2246W半导体激光合束光源,电光效率达43.6%;通过聚焦耦合,实现从600μm芯径、数值孔径0.2的光纤连续输出功率为2104W,光纤耦合效率达93.7%;在光纤输出端采用放大率1颐1的成像系统,到达工件表面的功率为2084W,光参量积为46.89mm·mrad,在束腰处测得光斑直径600μm,光功率密度为7.37×105 W/cm2,可以满足金属薄板焊接的激光加工要求     

近千瓦Q脉冲串高效准连续全固态激光器

高平均功率纳秒脉冲激光在科学前沿研究、工业、国防等领域具有重要应用价值。对于准连续（QCW）抽运的纳秒脉冲激光器，如果在一个抽运脉冲内仅实现一个纳秒脉冲，为实现高平均功率激光输出，则通常需要多级放大，其放大效率通常很低，在更高的平均功率时，其峰值功率很高，导致元器件容易被破坏。如果在一个抽运脉冲内实现多个纳秒脉冲，形成Q脉冲串，效率将得到很大提高，且能实现更大的平均功率。中国科学院物理所光物理实验室首次实现了准连续（〉1kHz）Q脉冲串全固态激光（DPL）输出，平均功率925W，光-光效率23％，脉冲串运转频率1．1kHz，串内Q脉冲数9个，Q脉冲宽度121ns，Q运转频率56kHz。     

4.2W 连续波运转的LD泵浦Nd:YVO4/LBO 457nm蓝光激光器

报道了采用大功率光纤耦合模块端面泵浦Nd:YVO4晶体,LBO腔内倍频的高功率4.2 W连续波457 nm蓝光激光器.通过优化谐振腔设计和器件参数,使准三能级方式运转的914 nm激光得以高效率工作,并在此基础之上通过腔内倍频获得高功率的倍频蓝光输出.最终在泵浦功率为31 W时,蓝光输出功率达4.2 W,相应的光-光转换效率达13.5%,8 h连续工作激光输出功率的稳定性为1.2%.     

万瓦级激光光闸的热效应分析及处理

激光光闸可以将光纤激光器输出的单束激光通过多通道输出,实现激光器的“一机多用”,是现代化激光智能制造的关键性器件。由于光闸承载功率高达上万瓦,其耦合系统极易产生热效应,影响光闸使用性能。为解决万瓦级激光光闸热效应有效控制的难题,保证光闸的高效耦合与高质量光束输出,采用有限元分析法研究了光闸耦合系统的热效应物理机制,并提出一种基于水循环绕流冷却对光闸耦合系统进行热量管控的新方法。通过万瓦激光下的一系列实验验证,表明文中提出的热效应处理方法保证下,高功率激光光闸能长时间承载万瓦级功率,并保持98%以上的耦合效率,同时抑制了系统的热像差,保证了光闸输出激光的光束质量稳定性。该研究为高功率激光系统的热效应分析及处理提供了有效的手段。     

激光二极管双端面抽运Tm:Ho:GdVO4 2 μm激光器

报道了激光二极管(LD)双端面抽运Tm∶Ho∶GdVO4固体激光器,在2.049μm处获得连续(CW)和准连续(QCW)激光输出。激光二极管为光纤耦合输出,光纤芯径400μm,数值孔径0.22,输出波长805 nm。激光二极管额定输出功率27.7 W,均分为两束双端面抽运激光晶体。晶体尺寸为4 mm×4 mm×7 mm,Tm,Ho掺杂原子数分数分别为5%,0.5%。分析了Tm∶Ho能级系统的主要能级跃迁和能量转换损耗。为提高激光器的输出功率和转换效率,激光晶体采用液氮制冷。在重复频率5 kHz,10 kHz,20 kHz,调Q以及连续运行模式下,获得了9.4~10.1 W的激光输出,光-光转换效率为34%~36%。最大单脉冲能量为1.9 mJ,最大峰值功率为0.13 MW。讨论了抽运光功率和重复频率对激光脉宽的影响。     

808 nm准连续半导体激光迭阵偏振耦合技术

利用激光偏振原理将两束同一波长不同偏振态的激光束耦合以获得更高功率输出,是目前国际研究的热点之一.通过激光偏振及偏振转换元件的理论分析,给出了偏振耦合技术的实验原理、装置及关键技术,并通过实验将20%占空比准连续808 nm两半导体激光迭阵进行耦合.自行设计光学系统对光束进行扩束、聚焦,实现输出光斑2 mm×2 mm,效率达60%.     

全固态高平均功率宽调谐掺钛蓝宝石激光器

介绍了以激光二极管抽运Nd：YAG晶体的倍频激光器为抽运源，高平均功率准连续运转的全固态宽调谐掺钛蓝宝石(Ti：sapphire)激光器。自由运转时，在抽运光功率为16W，透过率为30％时，获得了最高6．44W的掺钛蓝宝石激光输出，相应光-光转换效率大于40％。为了获得宽波段可调谐激光输出，采用石英布氏棱镜对作腔内色散元件，通过调节输出镜获得了调谐范围740～880nm，线宽约1nm的宽波段输出。在抽运光功率为11．5W时，最高输出功率为2．87W，相应的光-光转换效率为25％。作为对比，又研究了重火石棱镜作为腔内色散元件时，掺钛蓝宝石激光器的调谐输出特性，实验表明输出激光的线宽明显变窄，但输出功率却显著下降。     

LD泵浦Nd:YAG 1.38 W高效率蓝光激光器

报道了利用光纤耦合LD列阵泵浦Nd:YAG晶体,Ⅰ类临界相位匹配LBO内倍频来获得高效的473 nm蓝光激光.采用三镜折叠腔结构,通过对系统的优化设计,在注入泵浦功率为12.5 W时,获得了连续输出1.38 W的基模473 am蓝光激光,光-光转换率达11%.     

1940nm半导体激光器系统

长春新产业光电技术有限公司推出了1940nm半导体激光器,输出功率为1000mW,发散角〈3mrad,出光孔光斑5mm×8mm,功率稳定性好,波长稳定性高,可靠性高,经济实用,并具有输出功率可控功能;该波长的光纤耦合激光系统输出功率可达8W。     

1064nm泵浦掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体(PPMgLN)光学参量产生器的研究

本文利用二极管泵浦的声光调Q Nd:YAG激光器输出的1064nm准连续激光为泵浦源,利用掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体(PPMgLN)为工作物质,实现了温度调谐准相位匹配参量光的输出。输出参量光功率稳定,调谐范围宽。当晶体温度从40℃到180℃变化时,输出信号光的波长调谐范围为1.567-1.673μm,相应的空闲光的调谐范围为2.923-3.315μm。当输入1064nm平均功率为1.017W时,输出信号光功率为185mW,相应的空闲光功率为106mW,总功率为291mW。     

LD抽运Nd:GdVO4/LBO内腔倍频456nm深蓝光激光器

用国产半导体激光二极管抽运Nd:GdVO4晶体,在室温下获得912nm激光连续输出,用Ⅰ类临界位相匹配LBO内腔倍频获得456nm深蓝光激光输出,当注入抽运功率为1.8W时,深蓝光最大输出为53mW,光-光转化效率为2.9%,功率稳定度24h内优于±2.3%.     

LD端面抽运1.5 W单频稳频绿光激光器

光纤耦合激光二极管 (LD)抽运Nd∶YVO4激光晶体 ,采用KTP晶体腔内倍频 ,在输入抽运功率为 11W时 ,获得 1 5W稳定单频绿光输出 ,光 光转换效率 13 6 %。通过边带锁频系统将基频激光频率锁定在F P共焦参考腔的中心频率上 ,输出的倍频光频率稳定性优于 6 2 0kHz,功率稳定性优于± 1 5 %。     

全国产化单纤高功率光纤激光器的研究

报道了采用国产双包层掺镱光纤搭建的高功率光纤激光器。此光纤激光器采用中国电子科技集团公司第四十六研究所最新研制的20/400双包层掺镱光纤,激光器采用谐振腔振荡方式输出,激光器中心波长为1080 nm,最高输出激光功率为758 W,输出光斑直径6~8 mm,接近准单模输出,光束β因子为1.3。电光转换效率36.7%,光-光转换效率71%,经过32 h的满功率激光输出,平均输出功率波动范围小于2%。     

912nm/1064nm同步双波长激光特性研究

为了研究同步双波长激光器的输出特性,并解决其增益竞争问题,本文介绍了能同时输出准三能级激光和四能级激光的双波长激光器的理论模型,推导了双波长激光器输出功率的表达式。以理论模型为基础,首次设计了一种使用Nd∶GdVO4和Nd∶YVO4晶体为增益介质,879 nm激光二极管为泵浦源的腔内级联泵浦结构的同步双波长连续激光器,成功实现了912 nm的准三能级连续激光以及1064 nm的四能级连续激光同步输出,在最大15 W的泵浦功率下,得到912 nm的准三能级激光最大输出功率为0.65 W的,斜效率约为7 %,以及1064 nm的四能级激光的最大输出功率为1.58 W的,斜效率约为16.6 %。总的光-光转换效率为14.9 %。且实验发现,两块晶体间距不同会使两种波长的输出功率发生变化,两种波长之间存在竞争关系。     

11.2W中红外3.8μm激光器

报道了采用1064nm激光抽运PPMgLN晶体准相位匹配技术实现3.8μm激光输出的实验结果。抽运源为二极管激光连续抽运Nd:YAG晶体声光调Q1μm激光器,PPMgLN晶体(MgO掺杂浓度5mol%)单谐振光参量振荡技术采用e→e+e相位匹配,消除了光束之间的走离效应,利用了PPMgLN晶体的最大非线性系数d33(27.4pm/V)。在1064nm激光抽运功率94W,声光Q开关工作频率8kHz的条件下,获得了平均功率11.2W,波长3.84μm激光输出,光-光转换斜率效率14.5%,对应闲频波长1.47μm激光输出功率约28W。3.8μm激光水平方向和垂直方向光束质量M2因子分别为2.01和5.78。     

激光二极管端面抽运Tm:YAG激光器

研究了输出波长为2.018μm的激光二极管(LD)抽运Tm∶YAG激光器。通过准三能级系统的速率方程,分析了激光系统的抽运阈值和斜率效率。同时,利用ABCD矩阵分析了平凹腔和双凹腔的腔型稳定条件和模式匹配情况。实验时采用785 nm的光纤耦合半导体激光器为抽运源,当采用平凹直腔,Tm∶YAG晶体为5℃时,获得了4.04 W的连续激光输出,激光器斜率效率为35.4%,光-光转换效率为26.4%。实验比较了不同晶体温度下Tm∶YAG激光器的阈值、功率和效率。实验结果与理论分析基本吻合。此外,还研究了激光器腔型对激光输出功率和效率的影响。     

LD端面泵浦355 nm紫外激光器

采用大功率激光二极管模块光纤耦合端面泵浦Nd∶YVO4晶体,声光调Q,腔外三倍频方式实现355 nm紫外激光输出。通过计算设计了高效稳定基频谐振腔,在腔外采用LBOⅠ类相位匹配和LBOⅡ类相位匹配的方式倍频与和频,并采用4 f系统对1064 nm基频光和532 nm倍频光进行聚焦,减小了球差效应对光束的影响以提高和频效率。在泵浦功率32.3 W,得到15.9 W 1064 nm连续基频激光输出,光光效率49%。在20 kHz调制频率下,得到1.45 W355 nm紫外激光输出。通过Spiricon光束质量分析仪进行测试,在大功率输出时,紫外激光光束质量因子M2x=1.6,M2y=1.56。