毫秒激光器高频电光调Q技术

对连续激光器和脉冲激光器的理论进行了研究和分析,研制出毫秒量级宽脉冲Nd∶YAG激光器,其输出脉冲宽度为1～6ms,输出波长为1.064μm,能量为2～6J。利用电光效应,实现该激光器高重复频率电光调Q,调Q频率为1～5kHz,在每个宽脉冲中可以获得5～30个窄脉冲,每个窄脉冲宽度为30～50ns。通过调节泵浦电脉冲的脉冲宽度,可以调整宽脉冲Nd∶YAG激光器的输出能量和脉冲宽度。     

Nd3+:YAG固体激光器电光调Q激光脉冲的时域分析

Nd3+:YAG固体激光器多元激光精密同步合成技术是实现大能量、高峰值功率脉冲激光输出的重要途径.由于单元激光器为电光调Q体制固体激光器,脉宽10 ns量级,要实现时域上精密合成,其关键技术是在激光脉冲精密测时的前提下对Nd3+:YAG固体激光器电光调Q进行精密光电控制.通过对Nd3+:YAG固体激光器电光调Q激光脉冲建立机制的理论分析和仿真,得到单元激光器在不同控制参数下的输出特性.试验结果表明:脉冲激光输出波形与仿真结果相吻合,达到预期效果.在此基础上提出了激光精密同步合成的技术条件和可行性,开展了三单元的激光精密同步合成试验验证,经测试合成同步精度达到±1 ns,合成效率90%以上.     

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.     

LD侧面泵浦Nd∶GdVO4 电光调Q激光器研究

通过理论分析和实验研究,从泵浦效率、调Q性能、温度特性等几个方面比较了脉冲二极管泵浦Nd∶GdVO4 激光器和Nd∶YAG激光器的差异;对Nd∶GdVO4 激光器采用侧面泵浦的方式,电光调Q得到了输出能量27. 5mJ,脉冲宽度为6. 4ns,泵浦效率远高于Nd∶YAG激光器。     

1.3414μm Nd:YAlO3电光Q开关脉冲激光器

本文介绍了一种用LiNb％晶体作为电光Q开关晶体的闪光灯泵浦1．3414μm Nd：YAlO3，电光调Q脉冲激光器，实验得到了脉宽45ns、输出能量312mJ的巨脉冲激光输出。     

LD侧面泵浦Nd∶GdVO_4电光调Q激光器研究

通过理论分析和实验研究,从泵浦效率、调Q性能、温度特性等几个方面比较了脉冲二极管泵浦Nd∶GdVO4激光器和Nd∶YAG激光器的差异;对Nd∶GdVO4激光器采用侧面泵浦的方式,电光调Q得到了输出能量27.5mJ,脉冲宽度为6.4ns,泵浦效率远高于Nd∶YAG激光器。     

半导体泵浦被动调Q高重频Nd:YAG激光器

从被动调Q固体激光器的速率方程出发,分析给出了Cr4+:YAG被动Q开关Nd:YAG激光脉冲的峰值功率、脉冲能量、脉宽及重频等相关参量表达式.以此为基础,进行了光纤耦合输出的连续半导体激光纵向泵浦被动Q开关Nd:YAG激光器实验研究,采用不同参数Cr4+:YAG晶体作为被动Q开关,获得了不同参数的高重频脉冲激光输出.     

670.7 nm电光调Q Nd:YAP/LBO激光器

介绍了一台高峰值功率的脉冲红光固体激光器.通过激光晶体和非线性光学晶体的对比与选择,采用掺杂浓度为1 at%的b-轴切割的Nd:YAP晶体作为激光增益介质,并通过电光调Q,输出1341.4 nm波长的激光脉冲,再选用Ⅰ类临界相位匹配三硼酸锂(LBO)作为倍频晶体,其匹配角度为θ=86.13°,φ=0°,进行腔外倍频的实验研究.当1341.4 nm电光调Q的基频激光输出能量为126 mJ时,获得51.1 mJ、脉宽为40 ns的670.7 am脉冲倍频红光输出,二次谐波的能量转换效率为40.5%.由于采用电光调Q运行模式,脉宽可窄到40 ns,670.7 nm红光的峰值功率高达1.277 MW,大大拓宽了在激光美容、医学治疗等领域的应用.     

基于电光调Q1064nm/532nm/570nm三波长固体激光器

为了提升激光技术在色素性疾病治疗等生物医学应用效果, 研制了一种1064nm, 532nm, 570nm三波长激光器。采用电光调Q Nd:YAG激光器获得最窄脉宽为11ns的1064nm脉冲激光输出, 使用磷酸氧钛钾(KTP)非线性晶体对基频光腔外倍频获得532nm激光输出; 以固体染料块为激光增益介质, 倍频光为抽运光, 可获得中心波长为570nm的黄光输出, 光光转换效率为61.3%。结果表明, 通过改变氙灯注入电压, 可以调节1064nm激光脉冲输出特性; 增加固体染料激光器腔长, 可以调节染料激光输出光谱特性。该研究结果对激光器灵活应用具有重要意义。     

双调Q复合腔Nd：YAG—Cr^4＋：YAG激光器的研究

报道一种有实用价值的、构思新颖的双调Q，双波长输出的Nd：YAG-Cr^2 ：YAG激光器。在由两个平凹腔耦合而成的复合腔中，Cr^2 ：YAG晶体既作为可饱和吸收体对Nd：YAG发射的1．06gm激光被动调Q，又作为增益介质在1．06μm激光脉冲作用下发射中心波长1．44μm的激光脉冲。该激光器实现了1．06μm激光被动调Q和1．44μm激光增益调Q的双波长激光振荡．输出的1.06μm和1．44μm激光脉冲的能量和脉冲宽度分别为18mJ，52ns和0．25mJ，19ns；后者的脉冲宽度约为前者的三分之一。理论上，根据Cr^2 ：YAG的能级结构和复合腔特点，分析了双调Q的工作机理；从速率方程出发导出双调Q复合腔激光器输出的1．44μm激光脉冲宽度和腔内1．06μm激光功率的关系。1．44μm激光脉冲时间宽度的理论计算值(21．7ns)与实验结果(19ns)基本相符。     

Study on electro-optic Q-switched Nd∶YAG frequency doubling laser at 660 nm

近年来,对660 nm红光的研究报道大多集中在连续或声光调Q准连续的输出,然而窄脉宽高峰值功率的脉冲输出在诸多领域也有着重要的应用.本文对腔内倍频的调Q速率方程进行了理论分析,采用Nd∶ YAG作为激光增益介质,结合KD*P晶体电光调Q获得了1319 nm的基频光,再利用KTP晶体Ⅱ类相位匹配(匹配角为(φ)=0°,θ=59.8°)腔内双通倍频的方法,最终得到了660 nm红光脉冲输出,单脉冲最大输出能量为56 mJ,脉宽为45 ns,峰值功率达到了1.24 MW.拓宽了其在激光医疗等领域的应用,为进一步研究高能量高峰值功率的660 nm红光激光器奠定了基础.     

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.     

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。     

紧凑型全固态266nm脉冲激光器

报道了利用激光二极管端面抽运Nd∶YAG晶体,通过Cr4+∶YAG晶体可饱和吸收被动调Q,KTP晶体腔外倍频及BBO晶体腔外四倍频,实现266 nm连续脉冲输出。简要分析了被动调Q基本原理,计算并模拟了1064 nm基频光在理想状态下Cr4+∶YAG晶体不同初始透过率对脉冲激光单脉冲能量的影响。LD抽运功率为4.8 W时,得到266 nm紫外激光平均输出功率为5.63 mW,单脉冲能量约为0.5μJ。在紧凑型毫瓦级266 nm激光器实用化方面取得了一定进展。     

LD抽运多波长Nd∶YAG激光器的研究

高功率准连续半导体激光器(QCWLD)及抽运的高重复率电光Q开关多波长Nd∶YAG激光器输出1064 nm, 532 nm , 355 nm三个波长纳秒量级的脉冲激光,可用于非线性光谱研究、光探测和测距、激光雷达、光参量振荡的抽运源、光刻及微加工、材料处理、医疗等方面,是非常理想的光源.这种激光器具有以下优点:转换效率高,重复率高,脉宽窄,整机小巧,稳定可靠,光学质量好以及全固态等.因此,它具有非常重要的使用价值和经济效益.本文主要报道高功率QCWLD抽运电光Q开关三波长Nd∶YAG激光器的实验结果. 实验装置采用QCW 800 W LD作为抽运源,其发光尺寸为4.8 mm×45 mm, Nd∶YAG激光介质为φ4 mm×10 mm,YAG晶体用铟箔包裹放在水冷却的铜块上.利用KTP晶体Ⅱ类非临界相位匹配进行倍频,其KTP晶体尺寸为5 mm×5 mm×8 mm.利用BBO Ⅰ类非临界相位匹配进行三倍频,其BBO晶体的尺寸为8 mm×8 mm×8 mm. 实验研究了抽运光功率、温度、重复率、输出镜的透过率、腔长等参数对激光三波长输出特性的影响.当LD抽运光单脉冲能量为60 mJ时,1064 nm光脉冲的能量达到8.5 mJ,最窄脉冲宽度20 ns;532 nm光脉冲能量2.9 mJ;355 nm脉冲能量1.5 mJ,电光调Q激光器的最高重复率可达到500 Hz.(PC10)     

高功率Nd:YAG激光器

在1986年CLEO/IQEC会议上Quantel公司展出了一种新的电光Q开关高功率、高重复频率Nd:YAG激光器产品。这种激光器工作频率从1kHz到7kHz连续可变,1.064μm的激光脉冲能量大于150mJ,而平均功率超过150W,基波脉冲宽度小于20ns。在0.532μm波长的平均功率大于35W。     

砷酸二氘铯(CD~*A)晶体的倍频效应

我们使用CD~*A晶体对Nd:YAG激光进行了倍频实验.并与ADP、KDP、KD~*P、LI等晶体(本所生长)进行了比较.实验结果表明CD~*A晶体是对高功率钕激光的良好倍频材料.实验使用Nd:YAG脉冲激光器,电光调Q,无放大级.1.06微米激光峰值功率20兆瓦(133兆     

高重复率电光Q开关Nd:YAG激光器

研制了高重复率电光Q开关Nd:YAG激光器,激光谐振腔是曲率半径为10m的全反镜和反射率为4%的输出镜组成的平凹腔,选用2支脉冲氙灯(7mm×130mm)串联作为Nd:YAG激光棒(8mm×140mm)的泵浦源,电光晶体选用KDP。为了实现高脉冲能量、窄脉冲宽度和高重复率的激光输出,设计了新型的IGBT氙灯斩波放电电路和雪崩管电光Q开关电路。应用上述方法和装置,成功地获得了重复率3～20kHz、脉宽10～25ns、脉冲能量300～500mJ的重复率脉冲Nd:YAG激光。     

1.319μm激光应用及研究进展

介绍了1．319μm激光在众多领域的重要应用，较详细论述了Nd^3＋：YAG激光器产生1．319μm波长激光的方法及研究进展，并计算了灯泵脉冲电光调Q的Nd^3＋：YAG激光器输出镜对1．319μm波长激光的最佳透过率．为腔镜镀膜提供理论参考．     

电光调Q 660 nm Nd∶YAG倍频激光器的研究

近年来,对660 nm红光的研究报道大多集中在连续或声光调Q准连续的输出,然而窄脉宽高峰值功率的脉冲输出在诸多领域也有着重要的应用。本文对腔内倍频的调Q速率方程进行了理论分析,采用Nd∶YAG作为激光增益介质,结合KD*P晶体电光调Q获得了1319 nm的基频光,再利用KTP晶体Ⅱ类相位匹配(匹配角为φ=0°,θ=59.8°)腔内双通倍频的方法,最终得到了660 nm红光脉冲输出,单脉冲最大输出能量为56 mJ,脉宽为45 ns,峰值功率达到了1.24 MW。拓宽了其在激光医疗等领域的应用,为进一步研究高能量高峰值功率的660 nm红光激光器奠定了基础。