1.444μm Nd:YAG脉冲激光器的理论研究

为了研究Nd:YAG激光器1.444μm激光的脉冲输出,依据速率方程理论,建立了1.444μm Nd:YAG脉冲激光器的理论模型,分析了Nd:YAG晶体中其它受激发射截面较高的谱线不产生激光振荡的条件,并在脉冲抽运情况下模拟了1.444μm和1.064μm双波长激光输出。模拟结果表明,1.064μm激光一定范围内的微弱振荡对1.444μm激光输出没有显著影响。建立一维数值模型计算了放大自发辐射(ASE)对激光输出的影响,在晶体表面反射率为0的理想状况下,ASE对激光输出的影响小于2%,可以忽略。     

1.444μm Nd:YAG脉冲激光器的理论研究

为了研究Nd:YAG激光器1.444μm激光的脉冲输出,依据速率方程理论,建立了1.444μm Nd:YAG脉冲激光器的理论模型,分析了Nd:YAG晶体中其它受激发射截面较高的谱线不产生激光振荡的条件,并在脉冲抽运情况下模拟了1.444μm和1.064μm双波长激光输出.模拟结果表明,1.064μm激光一定范围内的微弱振荡对1.444μm激光输出没有显著影响.建立一维数值模型计算了放大自发辐射(ASE)对激光输出的影响,在晶体表面反射率为0的理想状况下, ASE对激光输出的影响小于2%,可以忽略.     

高重频人眼安全光参变振荡器实验研究

介绍了连续激光二极管抽运声光Q开关Nd:YAG激光器抽运的高重复频率1.57μm人眼安全光参变振荡器实验研究结果.采用连续激光二极管三侧面抽运Nd:YAG模块和QSGSU-6型小型声光Q开关,1.57μm光参变振荡谐振腔置于1.06μm Nd:YAG激光谐振腔内,非线性晶体为X切割的KTP晶体,利用Ⅱ类非临界相位匹配光参变振荡输出1.57μm波长激光.在重频1kHz~5 kHz时进行了初步实验,在重频3kHz时,获得1.57μm高重复频率激光最大输出功率480mW,最大峰值功率58.8kW,脉宽2.72ns,电光效率达2.6‰.试验结果表明,连续激光二极管抽运声光Q开关内腔光参变振荡器是获得高频人眼安全激光的一种有效途径.     

脉冲电光调Q 1.319μm Nd:YAG激光技术

Nd:YAG激光器输出的1.319μm激光在众多领域有重要应用,但目前研究重点集中在连续或准连续输出.采取对腔镜镀高选择性膜及使用色散棱镜等措施抑制1.064μm波长振荡、输出1.319μm激光,分别在自由运转及电光调Q两种情况下作了Nd:YAG激光器输出1.319μm波长的实验,得到调Q输出脉冲最大能量56 mJ,脉宽36 ns,斜效率0.2%,激光发散角2.5 mrad,输出能量不稳定度约4%,使用KTP倍频晶体得到660 nm红光输出.结果表明,用此方法实现电光调Q 1.319 μm脉冲激光及其倍频光输出切实可行,具有重要应用潜力.     

新型红外Co:MgF_2激光器研究取得重要进展

由安徽光机所激光光谱学开放实验室和北京人工晶体所合作研究的新型Co:MgF_2晶体激光器已经取得重要实验进展。自今年上半年成功实现室温Co:MgF_2激光器部分波长的激光输出以来,近期又相继实现该激光器在较宽波段内的激光波长调谐。Co:MgF_2激光器采用1.34μm脉冲Nd:YAG激光泵     

8.1 W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=59.9°,φ=0°)对Nd:YAG在1.3μm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(1.3μm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8.1 W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.     

1.064、1.073、1.061、和1.052微米单谱线的Nd:YAG脉冲激光输出

在室温下运转的Nd:YAG激光器,从4F_(3/2)→4I_(9/2)、4I_(11/2)、4I_(13/2)各能级,均存在多种跃迁.在振荡过程中,由于谱线的竞争效应,受激发射截面最大的1.064微米,将优先振荡.因而,在一般情况下,Nd:YAG只有1.064微米振荡输出.为了获得其他谱线的输出,必须采取一定的措施来抑制强谱线的跃迁.用棱镜作为色散元件或腔内放置倾斜标准具,是两种常被采用的技术.本实验采用腔内放置不同厚度的标准具,并涂有适当的膜层,分别获得了1.064、1.073、1.061和1.052微米的单谱线激光输出,以解决大功率激光系统中用Nd:YAG     

一种新的大功率输出激光晶体

法国巴黎国立化学大学的研究人员发现了一种新的激光晶体——六方铝酸镧钕(LNA,Lanthanum-neodymium hexaluminate),据说可制成输出几百瓦到几千瓦的小型团体激光器。目前正由格勒诺布尔电子信息技术研究所(LETI)用于研制激光器。LETI晶体生长研究所的P·格尔认为,LNA将克服YAG激光器的二个固有缺点:一是不增加Nd的含量,其输出就要受到限制;二是在振荡波长1.06μm时,Nd放大器的放大效率低。而LNA中的La原子几乎可全由Nd原子置换。另外,其振荡波长为1.054μm,与Nd放     

双波长晶体激光器

本文介绍了烈波长晶体激光器的概况, 重点描述了我们在双波长晶体激光器方面的研究工作。这些工作如下:建立了多波长激光器的振荡条件, 用它分析、比较了Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:BEL和Nd:YAlO3(Nd:YAP)等晶体实现4F3/2-4I11/2和4F3/2-4I13/2跃迁双波长激光的可能性, 分析表明上述晶体均能实现脉冲双波长激光.但只有Nd:YAP晶体能实现连续双波长激光运转。根据这判断, 我们利用Nd:YAP晶体, 首次获得了晶体双波长连续激光, l079.5 nm和1341.4 nm输出功率分别选23.9 W和25.4 W。并研制成Nd:YAG和大能黄Nd:YAP双波长激光器 实验表明, 这二种激光器中二个波长的输出具有较好的时间和空间的重叠性 此外, 我们还研制成1655 nm和1663 nm双渡长及271l nm, 2730 nm和2790 nm三波长Er:YAP脉冲激光器。     

激光二极管端面抽运Nd:YVO4板条1342 nm激光器

1.3μm全固态激光器在激光雷达、光纤通信、激光医疗等军事和民用领域有着广泛的应用,同时其经过频率变换所获得的红蓝光也是激光彩色显示中的重要光源,因此对1.3μm激光器的研究具有很大的现实意义.但是,相对于1.06μm的情况,激光增益介质在1.3μm的热效应更明显,激光器的效率、输出功率也较低.2003年,A.Minassian等利用掠入射Nd:YVO4板条激光器结构获得了10 w基模1342 nm激光输出,并通过振荡放大系统将输出功率提高到20 w;2005年,中国科学院物理研究所Yao等利用激光二极管(LD)抽运棒状Nd:YVO4获得11 w的激光输出;2008年,清华大学Lu等采用双端面抽运两块棒状Nd:YVO4晶体,获得16.4 w的1342 nm激光输出.     

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。     

复合腔和频554.8 nm黄-绿光激光器

介绍了一种光纤耦合激光二极管阵列(LDA)同时泵浦Nd:YAG和Nd:YVO4晶体输出554.8nm连续波的全固态黄-绿光激光器。黄-绿激光是由Nd:YAG晶体的946nm激光和Nd:YVO4晶体的1342nm激光非线性和频产生,两条谱线在各自晶体的对应能级跃迁分别为4F3/2-4I9/2和4F3/2-4I13/2。实验中采用复合腔结构,利用KTP晶体II类临界相位匹配进行腔内和频,当注入到Nd:YAG和Nd:YVO4晶体的泵浦功率分别为30W和20W时,获得了1.13W的连续波554.8nm黄-绿激光输出,光束质量因子M2<1.22,这是目前为止该波长已见报道的最高功率输出值。实验结果表明:采用Nd∶YAG和Nd∶YVO4两种激光晶体进行腔内和频是获得黄-绿激光的高效方法,并可以应用到其他两种激光晶体进行腔内非线性和频,获得更多不同波长的激光输出。     

LDA抽运Nd:YAG/LBO单通道腔内和频589nm激光器

报道了一种光纤耦合激光二极管阵列(LDA)抽运Nd:YAG晶体、腔内I类临界相位匹配LBO和频、连续波输出的全固态589nm激光器的设计和实验结果。黄光激光是由Nd:YAG 晶体的1064nm和1319nm谱线腔内和频产生,其对应能级跃迁分别为4F3/2到4I11/2和4F3／2 到4I13/2。实验采用三镜腔结构,在808nm 12W的抽运功率下,获得了最高功率为384mW连续波TEM00的589nm黄光激光输出,光束质量因子M2<1．2,4h功率不稳定度小于±2％。实验结果表明采用三镜腔进行腔内和频是获得589nm黄光激光的有效方法,并可以应用到 Nd:YAG晶体的其它谱线或具有多条谱线的其它激光增益介质,获得更多不同波长激光输出。     

百瓦级绿光DPL激光器技术研究

对激光二极管侧面抽运Nd:YAG板条双程功率放大器进行了研究,激光器基模输出平均功率大于200 W,建立了激光二极管侧面抽运Nd:YAG之字型板条激光主振荡-多程功率放大(MOPA)系统,它由两级Nd:YAG板条双通功率放大器构成,最后一级为单通放大器.在500Hz重复频率时,获得单脉冲能量为410mJ的1.06μm激光输出,光束质量M2小于6.5,KTP晶体在80℃温度下倍频,输出0.53 μm绿光单脉冲能量210mJ,光束质量M2小于6.5.     

新颖的短波紫外激光器

正短波紫外激光是指波长介于200~300 nm的紫外激光,在微电子、微机械、光存储、精细标记等领域具有重大的应用价值。提出了全新技术途径,开发了高功率高光束质量全固态1.1μm Nd:YAG激光器和性能优良的CBO非线性光学晶体。全固态1.1μm激光器采用大功率LD侧面泵浦Nd:YAG激光晶体,通过精密谱线选择技术,获得高功率高光束质量1112 nm和1123 nm基频激光;再通过非线性光学晶体LBO及CBO,实现高效率二倍频及四倍频激光产生,从而获得高功率短波紫外激光、首次在理论上研究了利用CBO晶体获得1112 nm和1123 nm为基频激光的四次谐波产生性能,分析了CBO晶体实现高功率短波紫外激光的可行性;实验方面,首次获得了四次谐波278 nn及281 nm高功率短波紫外激光,它们的输出功率分别达到1.5 W和1.3 W。     

LD抽运单块非平面环形腔单频激光器

报道了激光二极管(LD)抽运单块非平面环形腔(NPRO)Nd:YAG激光器和LD抽运单块键合晶体非平面环形腔Tm:YAG激光器实现单频运转的实验结果.采用LD抽运的单块非平面环形腔Nd:YAG激光器,分别获得了1.876 W和616 mW的1064 nm和1319 nm的单频激光输出,对应的光一光转换效率分别为53.4%和19.2%.采用LD抽运单块键合晶体非平面环形腔Tm:YAG激光器,获得了878 mW的2μm单频激光输出,光一光转换效率为18.8%.为了减小2 μm激光器的热效应,采用一种新型的YAG+Tm:YAG+YAG键合单块非平面晶体结构形式并取得了良好的效果.     

激光二极管阵列抽运Nd:YAG腔内双波长运转589 nm和频激光器

报道了一种光纤耦合激光二极管阵列(LDA)抽运Nd:YAG晶体、腔内Ⅰ类临界相位匹配LBO和频、连续波输出的全固态589 nm激光器的设计和实验结果.黄激光是由Nd:YAG晶体的1064 nm和1319 nm谱线腔内和频产生的,其对应能级跃迁分别为4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2.实验采用三镜折叠腔结构,在808 nm的15 W抽运功率下,获得了最高功率为860 mW连续波TEM00的589 nm黄激光输出,光-光转换效率为5.7%,激光输出功率噪声低,光束质量因子M2＜1.2,4 h功率稳定度优于±3.4%.实验结果表明采用三镜折叠腔进行腔内和频是获得589 nm黄激光的有效方法,并可以应用到Nd:YAG晶体的其他谱线或具有多条谱线的其他激光增益介质,获得更多不同波长激光输出.     

双波长输出的Nd:YAG/Cr4+:YAG激光器的腔设计与参数选择

设计了能同时输出波长为1.06μm的调Q脉冲和波长为1.44μm的调Q包络下的自锁模脉冲的Nd:YAG/Cr^4 :YAG激光器的腔结构。通过理论分析和数值计算，选择了合适的谐振腔参数，使Cr^4 :YAG内的泵浦光和振荡激光模式得到匹配：以及可利用Cr^4 :YAG的自聚焦和软光阑效应相结合形成的等效可饱和吸收体，实现1.44μm激光的克尔透镜锁模。     

激光二极管抽运Nd:YAG晶体间歇振荡双波长激光器

报道了激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG晶体间歇振荡1064 nm和1319 nm双波长激光器。采用间歇振荡技术,可有效地控制上能级的反转粒子数,避免激光振荡谱线之间的双波长竞争效应,而且对输出镜镀膜精度的要求大大降低,稳定的间歇振荡双波长激光输出较容易获得。两声光间的延迟时间连续可调,因此可以通过调节延迟时间来改变双波长激光的输出功率之比。在抽运电流为22 A,声光重复频率为4 kHz,延迟时间为10 μs时获得1319 nm激光偏振输出功率6.2 W,1064 nm激光偏振输出功率5.1 W。根据间歇振荡双波长激光器的四能级速率方程模型进行了数值计算和分析,理论结果与实验相符。     

电光可调谐1064nm单频Nd:YAG激光器设计与实验研究

为了产生1064nm单频可调谐Nd:YAG激光输出,设计了一种二极管抽运电光可调谐单频Nd:YAG激光器,采用偏振分光棱镜(PBS)和铌酸锂(LN)晶体组成电光双折射滤光片,作为激光单纵模选择元件和频率调谐元件。理论分析了其选模原理及调频原理,实验研究了1064nm Nd:YAG激光单纵模振荡特性和调频特性。实验结果表明:这种Nd:YAG激光器能以线偏振单纵模稳定振荡,当改变加在LN晶体上的横向电压时,1064nm单纵模激光振荡波长调谐量为0.474nm,相应的频率调谐量为142.2GHz。这种电光可调谐1064nm单频Nd:YAG激光器可广泛应用于激光干涉测量、激光雷达探测和激光光谱学等领域。