百毫焦腔内KTP光参量振荡2μm脉冲激光器

报道了一台高单脉冲能量的光参量振荡(OPO)2μm固体激光器。采用电光调Q,Nd∶YAG激光器输出的1064 nm激光,抽运腔内两块光轴方向相向放置的KTP晶体,通过双谐振光参量振荡(DROPO)技术获得2μm激光输出。OPO谐振腔由2μm反射镜、两块走离补偿的KTP晶体和2μm输出镜组成。KTP晶体尺寸为8 mm×8 mm×15 mm,切割角θ=53°,φ=0°。OPO采用Ⅱ类相位匹配(o→o+e)。当激光二极管单脉冲能量为1.02 J,电光Q开关频率为30 Hz时,获得了单脉冲能量107 mJ的简并波长2.1μm激光输出,808 nm激光二极管到2.1μm光光转换效率为10.5%,光束质量因子分别为M2x=2.38,M2y=1.56。     

46 W腔内光参量振荡高重复频率2 μm激光器

报道了采用1064 nm激光抽运KTP晶体内腔光参量振荡(OPO)技术实现高重复频率、高效率2 μm激光输出的实验结果.理论计算了KTP OPO双谐振抽运阈值,提出了内腔KTP OPO设计思路.激光器采用两块相同的KTP晶体光轴相向放置以补偿走离效应,KTP晶体按φ=0°,θ=53°切割以获得近简并波长2.128 μm激光输出.在808 nm激光二极管抽运功率为470 W,声光Q开关工作频率为7.5 kHz的条件下,获得平均功率46.5 W,波长2.128 μm激光输出,光-光转换效率为9.89%,斜率效率为14.5%,光束质量M2<2.8.     

内腔式KTP OPO发散角的实验研究

实验研究了非临界相位匹配 (NCPM)的内腔式KTP光学参量振荡器 (OPO)的光束发散角与OPO谐振腔参数的关系。证明了望远镜型共焦非稳谐振腔是压缩OPO光束发散角的有效方法。     

激光二极管抽运正交波罗棱镜腔光学参量振荡激光器

将正交波罗棱镜谐振腔应用于激光二极管(LD)抽运的光学参量振荡(OPO)激光器,实现了Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体的内腔式光参量振荡,获得了高机械稳定性、高热稳定性和较高光束质量的1.57μm人眼安全激光输出.正交波罗棱镜腔存在腔内振荡光束线偏振运行条件,匀化了内腔OPO的抽运光光场.正交波罗棱镜腔OPO激光器解决了内腔式光参量振荡信号光输出不稳定,以及腔内光功率密度较高容易引起光学损伤等工程应用难题.器件采用热传导冷却半圆柱面LD阵列侧向抽运Nd:YAG抽运几何,在20 Hz运行条件下获得平均脉冲能量86 mJ,脉冲宽度5.4 ns,光束发散角5 mrad.能量稳定性优于±2.5%,光-光转换效率(808 nm→1570 nm)9%的优异性能.     

8.1W全固态准连续红光Nd∶YAG激光器

报道了利用Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体(相位匹配角选为θ=599°,=0°)对Nd∶YAG在13μm附近的振荡进行腔内倍频,产生高功率准连续红光激光的实验结果。激光器使用了一个连续运转的高功率激光二极管(LD)侧面抽运组件(组件内由30个20W的二极管阵列呈三角形阵列分布抽运一根Nd∶YAG圆棒),使用声光调Q技术实现高重复频率输出,并选用了平凹直腔的腔体结构。对该激光器的基频(13μm波长)调Q和倍频红光的功率输出特性及光谱特性进行了研究。在LD抽运功率453W时产生了最大输出功率81W的准连续红光激光,测量了此时的M2值并给出了光强分布图。     

种籽光注入非谐振KTP光参量振荡器

采用Nd:YAG激光倍频后剩余的1.064μm基频光抽运非临界相位匹配KTP光参量振荡器(OPO),产生的1.57μm激光作为种籽光注入到Nd:YAG 532 nm倍频激光抽运的非谐振汉晶体走离补偿的KTP OPO谐振腔中,使得OPO阈值降低30％,能量转换效率提高5％。     

高效率非临界相位匹配KTP光学参量振荡器

利用Nd∶YAG激光器1．064μm基频光抽运非临界相位匹配KTP（θ＝90°,＝0°）光学参量振荡器（OPO）,获得1．57μm相干光和高达64％的能量转换效率,分析了非临界相位匹配方式对KTP晶体定离效应和接收角的影响,并对OPO的阈值、效率、输出的光束质量进行了讨论。     

临界相位匹配砷酸钛氧钾光参量振荡器研究

为得到3~5 μm的中红外输出,对非共线泵浦砷酸钛氧钾（KTA）的临界相位匹配（θ=41.4°,φ=0°）光参量振荡器（OPO）进行了理论分析及实验研究。当以电光调Q的Nd∶YAG激光器泵浦KTA-OPO时,对应输出为3.75 μm的中红外激光,重复频率为1~25 Hz,最高输出单脉冲闲频光能量≥4.5 mJ。     

4～5μm全固化可调谐激光实验研究

报道了采用KTP晶体和LiIO3晶体实现4~5μm可调谐激光输出的光参量振荡器(OPO)至差频产生器(DFG)的全固化结构和相应的实验结果。其中光参量振荡器的抽运源为倍频Nd∶YAG激光,差频产生器的抽运源分别是上述光参量振荡器激光和Nd∶YAG基频激光经KTP倍频晶体后剩余的1.064μm激光。实验中Nd∶YAG基频脉冲激光脉宽12 ns,单脉冲能量300 mJ。观察到最大倍频效率达到66.7%,KTP参量量子转换效率达到50%,差频量子转换效率为1.5%,在4.45μm得到了单脉冲100μJ的激光输出。差频光的调谐范围为4.1~4.5μm,发散角为垂直方向12 mrad,水平方向4 mrad。     

脉宽可调光学参量振荡器的研究

利用振 放双池受激布里渊散射 (SBS)脉宽可调激光系统抽运非临界相位匹配KTP光学参量振荡器(OPO) ,在脉宽从小于 1ns至 6ns之间变化。小能量抽运的情况下 ,实现了OPO低阈值、较高转换效率运转 ,获得了脉宽可调参量激光 ,并且根据长脉冲抽运光学参量振荡器特点 ,结合实验结果对光学参量振荡器的输出特性进行了分析。     

脉冲LD泵浦千赫兹1.57 μm全固态激光器

采用非稳腔光参量振荡（OPO）研制了千赫兹重复频率人眼安全波段全固态激光器。激光器采用电光调Q方式、脉冲激光二极管（LD）侧面泵浦Nd:YAG激光晶体实现了高光束质量的1.064m基频激光。光参量振荡部分采用Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体,为了获得较好的光束质量,OPO谐振腔采用平凸非稳定谐振腔结构,实现了千赫兹重频、窄脉冲1.57m波段激光输出。在脉冲激光二极管泵浦电流为125 A、电光调Q重复频率为1 kHz时,1.57m激光输出最大平均功率达到了4.67 W,激光脉冲宽度为4.3 ns,功率不稳定度为3%,激光泵浦阈值约为45 A。     

光参量振荡器阈值的研究

为获得光参量振荡器（OPO）的高效率运转,尤其是在小功率泵浦的情况下,降低它的阈值成为研究的重要内容。通过分析影响OPO阈值的因素,得到了通过以下手段来降低阈值的方法：选择有效非线性系数大的晶体,选择满足走离条件下较长的晶体,增大泵浦光与信号光模式匹配因子,双程泵浦,短的OPO的腔长和泵浦光脉冲,降低信号光在腔内往返损耗,选择合适的输出镜强度反射率等。并重点对影响阈值因素中的泵浦光与信号光模式匹配因子进行了研究,得到了双凹腔结构腔内任意位置的模式匹配计算的一般方法,当腔镜曲率半径趋于无穷时,该结果可以过渡到平平腔或平凹腔的特殊结构,并在实验上实现了小功率腔内OPO的运转。     

Multimode pumping of optical parametric oscillators

Calculations suggest that optical parametric oscillators (OPO's) can be efficiently pumped using multimode, divergent pump sources. The influence of pump beam divergence and mode structure upon OPO performance is measured for both noncritical phase-matching, and OPO's with walkoff. Multimode OPO pumping is shown to be efficient, provided appropriate nonlinear crystals and OPO cavities are employed; the nonlinear crystal must have sufficient angular acceptance to tolerate a divergent pump; the OPO cavity must support modes that match the divergence and spatial intensity characteristics of the pump, For low-order pump modes, the OPO can be made to match the mode of the pump. Higher order pump modes reduce the OPO efficiency, and cause a saturation of efficiency with increasing pump power. The efficiency is degraded in a similar fashion in the presence of walkoff. Multimode pumping is more difficult in longer OPO cavities due to increased buildup time of higher order OPO modes     

Using multiple mutually incoherent fiber lasers to pump a coherentsignal beam in an optical parametric oscillator

We use three-dimensional numerical modeling to show that multiple mutually incoherent lasers can be used to pump a single resonated coherent signal beam in an optical parametric oscillator (OPO). We consider as an example an OPO based on periodically poled lithium niobate pumped noncollinearly by CW Yb-doped fiber lasers. Our modeling, which neglects thermal lensing, is appropriate when the average power is kept low by chopping or pulsing the pump beams at a low duty cycle. We find that a signal beam can be produced with near-diffraction-limited beam quality and power considerably exceeding that of a single pump laser     

高光束质量闲频光谐振中红外MgO:PPLN光参量振荡器

报道了采用纳秒脉冲激光器泵浦基于掺杂氧化镁周期极化铌酸锂(MgO:PPLN)晶体的高光束质量、闲频光谐振中红外光参量振荡器。通过选取曲率半径为200 mm的凹面输入镜和平面输出镜来建立平凹腔,实现了高光束质量的近-中红外激光输出。当输入的最大泵浦能量为21 mJ时,输出信号光和闲频光的最大能量分别为3.2 mJ和1.12 mJ,对应信号光和闲频光的斜效率分别为24%和9%。通过在25～200℃范围内改变MgO:PPLN晶体温度,实现信号光波长1.505～1.566μm和闲频光波长3.318～3.628μm的激光调谐输出。由于闲频光单谐振的光参量振荡器具有较大的衍射损耗和光束发散角,可以提高输出闲频光的光束质量。采用刀口法测量得到中红外激光在两个正交方向的光束质量因子分别为M_x²≈1.2和M_y²≈1.2。     

利用KTP光学参量振荡器获得可调谐人眼安全激光

报道了用 Nd:YAG激光器二次谐波 532 nm抽运 KTP光学参量振荡器 (OPO)的实验结果 ,获得了对人眼安全的 1.53～ 1.84 μm和近红外 0 .74～ 0 .82 μm调谐激光输出 ,重复频率 10Hz。 OPO谐振腔采用π抽运结构 ,获得的最高总输出能量为 93m J,最高能量转换效率为 16 .5% ,并测量了光束质量和线宽。     

基于内腔的调Q锁模光参量振荡器的研究

为了实现内腔型光参量振荡器（OPO）的调Q锁模脉冲输出,通过设计并匹配OPO谐振腔和基频激光腔的腔长,满足了同步泵浦条件,最终在实验上得到了信号光的调Q锁模输出;在实验中,采用氙灯泵浦Nd:YAG作为基频激光,以KTP晶体为非线性转换介质,采用电光开关作为调Q手段,测量了OPO的近红外信号光的输出波形、输出能量、光谱构成等输出特性。在泵浦能量12.8 J、调制频率20 kHz时,得到了锁模深度为100%的信号光输出,并发现信号光锁模脉冲重复率依赖于基频激光;得到了调Q锁模信号光输出能量随泵浦能量、电光调制频率的变化关系。     

固体Raman激光器与OPO激光器比较

综述了近5年来固体Raman激光器和光参量振荡(OPO)激光器的发展情况,并对Raman激光器和OPO激光器在工作原理、晶体材料方面进行了比较。Raman激光器在光束质量、光路稳定方面存在优势,而OPO激光器调谐范围大,输出功率高。最后对固体Raman激光器和OPO激光器发展前景进行了简要介绍。     

窄线宽1064 nm掺镱光纤激光器泵浦MgO:PPLN中红外光学参量振荡器研究

提出了一种基于1064 nm掺镱光纤激光器泵浦MgO:PPLN的3.83 μm中红外光学参量振荡器。基于单谐振光学参量振荡器的阈值理论和线宽压窄前后的光束能量集中性理论,分析了不同泵浦光束聚焦深度下,谐振腔内光束分布情况以及线宽调制前后能量的不同集中程度对阈值和光-光转换效率所产生的影响。通过采用单个光纤布拉格光栅的方式压窄了泵浦光线宽,对比分析了在不同占空比下,泵浦光线宽压窄前后对中红外光学参量振荡器输出特性的影响。当泵浦功率为18 W,脉冲激光占空比为0.2%,脉宽为100 ns,泵浦光线宽为2.5 nm时,MgO:PPLN中红外光学参量振荡器获得功率为1.42 W的3.83 μm激光输出,光-光转换效率为7.9%。将线宽压窄到0.1 nm后,脉宽为2 ns,MgO:PPLN中红外光学参量振荡器获得最高功率为1.98 W的3.83 μm激光输出,光-光转换效率为11%,光束质量M2=1.89;同时相比于线宽压窄前激光输出效率提高了39.2%。