Nd:YVO4自锁模皮秒激光器

设计并研究了Nd:YVO4自锁模皮秒激光器,探究了激光器的最佳锁模条件。观察并分析了自锁模皮秒激光器准周期锁模、倍周期锁模状态,研究并测量了结构紧凑的直腔自锁模激光器的输出特性。谐振腔为凹平直腔,Nd:YVO4晶体作为激光增益介质和克尔介质,在未加其他锁模元件的情况下,实现了1 064 nm高效率连续锁模脉冲激光输出。晶体距输入镜16 mm、腔长为90 mm时,对1 064 nm透过率分别为10%、20%、30%和50%的四种输出镜下激光器的输出特性进行了对比分析。对激光器进行优化设计,输出镜透过率为10%,泵浦功率为8 W时,激光器输出功率为2.76 W,斜效率高达43.2%,锁模脉冲重复频率为1.43 GHz,激光器实现了高效、稳定的连续锁模。     

914nm LD端面抽运Nd:YVO4 100kHz皮秒再生放大器

采用Nd:YVO4晶体带内抽运波长914nm,降低激光二极管(LD)连续抽运时晶体的热负荷和端面热应力,提高高重复频率Nd:YVO4皮秒再生放大器输出性能。研究分析了普克尔盒加压脉宽对工作频率为100kHz的Nd:YVO4再生放大器输出脉冲稳定性的影响,在吸收914nm抽运功率为68W,通过控制普克尔盒加压脉宽,实现了对单脉冲能量为1nJ、脉宽为5.7ps、频率为42.7MHz的全固态Nd:YVO4半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模种子激光脉冲的稳定的100kHz皮秒激光再生放大,输出平均功率为21.2W。     

12.5μJ电光腔倒空锁模皮秒激光器的实验研究北大核心CSCD

报道了单脉冲能量大于10μJ的腔倒空锁模皮秒激光器。通过实验完成了光纤耦合激光二极管端面抽运Nd:YVO4晶体、半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的大功率皮秒激光振荡器后,在锁模腔内插入BBO电光晶体,实现重复频率1Hz～10kHz连续可调的电光腔倒空锁模运转。在抽运功率17.9 W时,获得了单脉冲能量12.5μJ、重复频率10kHz、脉冲宽度24.7ps的激光输出。     

12.5μJ电光腔倒空锁模皮秒激光器的实验研究

报道了单脉冲能量大于10μJ的腔倒空锁模皮秒激光器。通过实验完成了光纤耦合激光二极管端面抽运Nd:YVO4晶体、半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的大功率皮秒激光振荡器后,在锁模腔内插入BBO电光晶体,实现重复频率1Hz～10kHz连续可调的电光腔倒空锁模运转。在抽运功率17.9 W时,获得了单脉冲能量12.5μJ、重复频率10kHz、脉冲宽度24.7ps的激光输出。     

高平均功率锁模皮秒Nd:GdVO_4激光器研究

正紧凑的被动锁模全固态激光器在精密测量加工、非线性光学频率变换等方面具有重要的应用。Nd~(3+)掺杂的晶体材料是超短脉冲锁模激光器的主要增益介质,其中Nd:GdVO_4晶体具有高热导率、宽增益带宽、短上能级寿命等优势,使其在获得高功率、窄脉冲皮秒激光方面具有很大的潜力、采用主振功率放大(MOPA)方案,获得了高功率、窄脉冲皮秒1063 nm激光、对于振荡级,为了减小量子亏损热,利用879 nm半导体激光直接泵浦Nd:GdVO_4晶体;采用半导体可饱和吸收镜作为锁模元件。在热近非稳腔运转条件下获得了输出平均功率为7 W的皮秒1063 nm激光,重复频率约为250 MHz,光光转换效率和斜效率分别为55.2%和56.8%。对于放大级,为了减小晶体中的热量,同时使得振荡级和放大级的波长匹配,仍然采用879 nm半导体激光直接泵浦Nd:GdVO_4晶体。对振荡级输出的皮秒1063 nm激光,平均功率为5.8 W时进行了单程放大。在吸收泵浦光功率为64.3 W时,放大器最大输出平均功率为21.7 W的皮秒1063 nm激光,对应提取效率为33.7%、1063 nm激光输出平均功率为21.7 W时,脉冲宽度为7.1 ps,光束质量因子为1.24,这也说明放大器输出激光处于单模运转状态。     

LD抽运Nd:YVO4/SESAM连续锁模激光器实现5.7 ps,2.62 W输出

上海光学精密机械研究所基于Nd:YVO4增益介质和反射式SESAM被动锁模技术,成功实现了5.7 ps,2.62 W,105 MHz的连续锁模脉冲输出.实验中抽运源是波长为808 nm、芯径为400 μm的常规激光二极管(LD),Nd:YVO4晶体尺寸为3 mm×3 min×5 mm,工作温度为18℃,谐振腔为一个典型的Z型结构,腔长为143.5 cm.     

888nm半导体抽运的60W皮秒激光振荡器模型

为了建立一个基于888nm半导体抽运的高平均功率和高效率皮秒激光振荡器的理论模型,采用模拟计算方法和谐振腔理论、ABCD定律、自洽条件以及连续被动锁模条件,利用激光晶体Nd:YVO4对波长888nm半导体抽运源的吸收特性和元件的相关参量、合适的腔模参量、实现稳定锁模的参量进行了理论分析和计算,并通过以上研究和模拟计算得到了皮秒振荡器模型的相关数据。结果表明,在120W的抽运功率下,激光器可以输出约61.5W的皮秒激光,光光转换效率51.3%。这一理论模型的建立对高平均功率和高效率皮秒激光振荡器的实验研究起着指导作用。     

LD泵浦Nd:YVO4／SESAM锁模激光器实验研究

报道了利用LD泵浦Nd∶YVO4激光器,用半导体可饱和吸收镜(SESAM)做被动锁模元件,实现了高效的连续锁模运转,输入功率7.5W时得到2.45W的激光输出,光-光转换效率达32.7%,锁模脉冲的重复频率为108MHz.     

SESAM无损伤运转的大功率高重复频率皮秒激光器

提出一种可实现大功率输出、重复频率为80 MHz的皮秒锁模振荡器,当抽运功率为22.4 W时,可实现功率为5.1 W,频谱信噪比大于60 d B,脉冲宽度为23.7 ps的皮秒脉冲的稳定输出。通过选择合理的半导体可饱和吸收镜(SESAM)参数和合适的腔型,实现SESAM长期无损伤运转并进行500 h的实验验证。采用888 nm激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO4晶体的两级功率放大系统将皮秒锁模振荡器的功率提升至44 W。放大系统的光-光转换效率大于25%,输出光具有良好的光斑模式,光束质量因子M21.5。     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd∶YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜 (SESAM ) ,在 5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd∶YAG激光中 ,实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模 ,获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量 ,其锁模激光脉冲宽度小于 10 ps。实验采用直腔结构的谐振腔 ,该腔结构简单 ,易于调整 ,实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时 ,光 光转换效率达到 19%。     

3.6W全固态腔内和频Nd∶YVO4橙黄激光器

报道了一种采用光纤耦合激光二极管阵列(LDA)端面泵浦Nd∶YVO4激光晶体、Ⅰ类临界位相匹配BiB3O6(BiBO)腔内和频实现全固态连续橙黄色激光输出的实验结果。波长为593.5 nm的橙黄色激光是由Nd∶YVO4晶体1064 nm和1342 nm双波长非线性和频产生的。当泵浦功率为27.5 W时,得到橙黄色激光最大输出功率3.6 W,光-光转换效率高达13.2%,据我们所知,这是目前利用腔内和频Nd∶YVO4激光器获得593.5 nm橙黄色激光输出的最高效率。     

输出高重复频率脉冲列的全固态激光器

报道了利用声光振幅调制锁模的方法,在激光二极管端面抽运Nd∶YVO4激光器上获得320MHz高重复频率脉冲列的实验结果。实验采用平平腔结构,腔长452mm,耦合输出镜透过率为3.6%。所用声光介质为熔融石英晶体,以铌酸锂作换能器,在驱动功率4.5W时,对1064nm波长衍射效率为5%,相应的调制深度为0.31。在最佳锁模状态下,激光二极管抽运功率为3.5W,此时激光平均输出功率为15mW,示波器记录脉冲宽度680ps,实测光束质量因子M2小于1.5。并在实验基础上对激光器工作的稳定性进行了分析,结果表明在腔长变化不超过±100μm时,输出波形仍是稳定的。     

重复频率100kHz,平均功率2.5W的皮秒脉冲再生放大器

报道了采用RTP晶体作为电光晶体、激光二极管(LD)端面抽运Nd∶GdVO4晶体的锁模皮秒脉冲再生放大器。利用ABCD矩阵优化激光腔几何参数,实现最佳皮秒种子模式与再生模式匹配。在抽运功率7.5 W时,获得了脉宽为12 ps,峰值功率为2.08×106W,重复频率为100 kHz的锁模皮秒激光。光光转换效率达33.3%,能量增益7.67×103倍。TEM00模输出,光束质量因子M2≤1.2,长期稳定性均方根值小于3%。     

激光二极管抽运Nd∶YAG/Nd∶YVO_4共轴双晶体Cr∶YAG被动调Q激光器

报道了一种由激光二极管抽运的Nd∶YAG/Nd∶YVO4共轴双晶体的Cr∶YAG被动调Q激光器,利用这种方式相比于传统的Nd∶YAG/Cr∶YAG激光器提高了输出激光的偏振比,在非线性频率变换过程中得到了更高的转换效率,当抽运功率为10 W时获得了2.8 W的被动调Q 1064 nm激光输出,偏振比大于80∶1,激光重复频率为15 k Hz,脉冲宽度为7 ns,采用LBO作为非线性频率变换晶体,最终获得了223 m W的355 nm紫外激光输出。     

LD抽运Nd∶YVO_4/LBO腔内和频橙黄光连续激光器

报道了一种激光二极管抽运Nd∶YVO4晶体、腔内Ⅰ类临界相位匹配LBO和频、连续波输出的全固态橙黄色激光器的设计和实验结果。橙黄色激光由Nd∶YVO4晶体的1064nm和1342nm谱线腔内和频产生,输出波长为593.5nm。实验采用了双镜谐振腔结构,在1.6W的808nm注入抽运功率下,获得了最高功率为84mW连续波TEM00的橙黄色低噪声激光输出,光-光转换效率为5.3%,光束质量因子M2<1.2。实验和分析表明,采用激光二极管抽运Nd∶YVO4晶体、LBOⅠ类临界相位匹配腔内和频是获得橙黄色激光的实用方法,并可以应用到Nd∶YVO4晶体的其它谱线或具有多条谱线的其它激光增益介质,获得更多不同颜色的单谱线激光输出。     

室温下的主动锁模Ho:YAG激光器

为了获得在2m波段的百皮秒激光器,采用主动锁模的方法,使用Tm∶YLF作为抽运源,得到了可在室温下工作的输出连续锁模脉冲的主动锁模Ho∶YAG激光器。研究了该主动锁模激光器的输出特性,并进行了实验验证,取得了脉冲重复频率为82.75MHz、输出最大平均功率为1W、激光中心波长为2097.25nm、斜率效率为13.3%、锁模脉冲宽度约为86.6ps的实验数据。结果表明,采用主动锁模的方式能获得输出脉宽百皮秒量级的锁模钬激光器。     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd:YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜(SESAM)，在5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd：YAG激光中，实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模，获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量，其锁模激光脉冲宽度小于10ps。实验采用直腔结构的谐振腔，该腔结构简单，易于调整，实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时，光～光转换效率达到19％。     

用于标定条纹相机的对撞脉冲锁模激光器

报道了一种被动皮秒对撞脉冲锁模Nd: YAG激光器的腔型及应用情况。用这样的对撞锁模脉冲激光器来标定皮秒条纹相机的非线性、触发晃动等得到了很好的结果。同时用条纹相机探测激光脉冲宽度也可以得到比示波器等设备准确的结果，最后得到输出脉冲宽度为10ps左右，比通常的反射式被动锁模脉冲宽度要窄3~5倍。     

工作在1341nm的LD纵向抽运腔倒空锁模Nd∶YAP激光器

报道了工作在1341 nm的激光二极管(LD)纵向抽运主被动锁模Nd∶YAP激光器。该激光器采用Nd∶YAP晶体作为增益介质,可饱和吸收体V3+∶YAG作为被动锁模器件,声光调制器作为主动锁模器件。在抽运能量50 mJ,抽运频率10 Hz的情况下获得了0.82 mJ的脉冲串输出。该脉冲串的半峰全宽为570 ns,每个脉冲间的间隔为7.7 ns,共包含约75个脉冲,单脉冲的平均能量为11μJ。采用电光晶体RbTiOPO4(RTP)作腔倒空,获得了能量为160μJ,脉宽为680 ps的单脉冲输出。采用InGaAs红外探测器测得光斑大小约为1.2 mm,激光传播因子M2约为1.5。     

全固化自锁模飞秒Ti∶Sapphire激光器实验研究

报道了全固化自锁模飞秒掺钛蓝宝石激光系统的实验结果.利用808 nm LD抽运Nd∶YVO4/LBO腔内激光倍频系统,在四镜线性折叠腔结构下,抽运功率为18 W时得到了3.2 W的基模绿光输出,光-光转换效率为18.8%;以该固体激光系统为抽运源,在线性Z型腔结构基础上,通过较小的腔内凹面聚焦镜折叠角来消除像散,并利用3 mm的高浓度掺杂钛宝石和熔融石英棱镜对作为色散补偿,直接得到了功率400 mW、中心波长830 nm的钛宝石连续激光输出.当系统处于自锁模状态时,则获得了脉冲宽度30 fs、重复率108.4 MHz、平均功率320 mW的飞秒激光脉冲,其光-光转换效率为10%.这一全固化系统稳定性很好,噪声明显低于用Ar+激光器抽运的情况.(PB7)