微型全固态0.53μm绿光激光器的研究

研究成微型全固态绿激光器。用独特的整体探温技术,并把全部元件全部元件固化为一个整体,从而提高敢器件效率、激光输出功率和光束指向稳定性,全部采用国产元件以降低器件成本。用１Ｗ国产半导体激光器得到１９５ｍＷ和０．５３μｍ绿激光稳定输出。该器件体积小,效率高,利用方便。     

100MW级高峰值功率高光束质量Nd:YAG激光器

报道了一台高峰值功率、高光束质量、高稳定性的100 MW级脉冲灯泵浦Nd:YAG激光器。激光器整机采用种子注入功率放大方式,由激光脉冲放大理论出发,理论分析了影响放大级输出能量密度的因素,结合腔型结构优化设计,合理地选取了实验器件参数。实验中,本振级采用基模动态稳定腔结合电光调Q方式,实现了42mJ基模脉冲激光稳定输出,发散角为0.9mrad。当重复频率为10Hz时,经过腔外两级放大,激光器最终获得了1.146 J的1 064 nm动态激光,脉宽为9.2 ns;输出光束为平顶高斯型分布,发散角为0.3 mrad,1 h内的能量不稳定度RMS≤2.88%。     

大功率半导体激光光源光束整形技术研究

光束质量是半导体激光器应用的最大瓶颈,但是可以利用光束整形技术加以改善。随着半导体激光合束技术的发展,半导体激光光束质量的提高,由于其在效率方面的优势,大功率半导体激光技术得到迅速发展。采用连续输出60 W,转换效率达到57%的880 nm大功率半导体激光bar条,组成20层的半导体激光叠阵,输出功率达到1183 W,通过快慢轴准直及光束整形提高激光器的光束质量,最终实现1 kW功率输出,电-光转换效率超过45.8%,光束质量达到79.3 mm.mrad×81.2 mm.mrad。从而使半导体激光器可直接应用于熔覆、表面硬化等领域。     

定向棱镜谐振腔的特性研究

采用定向棱镜谐振腔在固体激光器上获得了腔镜允许失调角为± 2 0°的高抗失调稳定性和远场发散角小于 1.6 mrad,光场模式为低阶模的高光束质量的激光输出 ,并对谐振腔的特性进行了理论分析。     

望远镜热稳定激光谐振腔的设计与输出特性研究

望远镜系统的热稳定激光谐振腔能够提高固体激光器的光束质量和谐振腔的热稳定性。从ABCD矩阵传输理论出发,通过G参数分析,并结合相关合理的近似,发展出一种确定望远镜热稳定激光谐振腔参数的有效方法。采用LASCAD软件对已确定参数的谐振腔进行模拟,应用到半导体侧向抽运固体激光器实验中,获得了光束参数乘积为0．700mm．mrad的近基模激光输出,测量结果与计算模拟一致。     

光纤放大器用LD泵浦的微型激光器

报道用半导体激光（LD）泵浦的微型1．06μmNd：YAG全固化激光器。用1W的LD作为泵浦光源，得到420mWTEM_(00)模的1．06μm连续激光输出，输出功率稳定性优于±3％，光束发散角小于4mrad，体积小，适于用作光纤放大器的泵浦光源，在光纤通信系统和光纤传感系统中有光明的应用前景。     

小功率封离型全金属RF激励CO_2激光器的实验研究

研制了一种小功率封离型全金属结构射频 (RF)CO2 激光器。在 75 0mm放电长度上获得了大于 30W的稳定性优于± 5 %的TEM0 0 模激光输出 ;光束的远场发散角小于 3.5mrad。电光转换效率优于 12 .5 %     

新型高效的人眼安全OPO固体激光器

免调试谐振腔应用在内腔式Cr4+:YAG被动调Q的KTP光参量振荡(OPO)激光器中,获得综合性明显优于平平腔的结果:电光效率由2.27‰提高到2.70‰,1.57μm激光输出单脉冲能量由18 mJ提高到21.4mJ,脉宽由24ns压缩到7.8 ns,发散角由8 mrad减小到7 mrad.并发现定向棱镜腔激光输出能量、光轴指向、脉宽及波形等稳定性比平平腔均有显著改善.已研制出小型、高效、高稳定性、高光束质量的OPO激光器.     

紧凑型1.57μmOPO激光器

设计了紧凑型1.57μmOPO激光器,以满足工程化的需要。分别采用两种非稳腔腔型的1.57μmOPO激光器,同样为Cr4+:YAG被动调Q,在7J的电能量输入下,得到输出能量6mJ、发散角3.0mrad和输出能量4mJ、发散角为3.0mrad的两种高光束质量的1.57μm人眼安全激光输出。以极其简单的结构克服了OPO激光器光束质量不好的困难。     

光束质量超过全固态激光器的千瓦直接半导体激光器

介绍了采用多波长耦合和偏振耦合的方式实现千瓦级高功率半导体激光输出的方法.通过光束整形的方法,实现了快慢轴光束参数积对称化,激光器输出激光光束质量小于12 mm·mrad,超过了全固态激光器的光束质量;激光器光-光转换效率达到87.5%.并通过智能化控制,实现了不同波长、不同功率、不同脉冲宽度的激光输出.     

Laser Diode Pumping High-stability 1047 nm TEM00 Mode CW Nd:YLiF4 Laser

A laser diode (LD) pumping high-stability 1047 nm TEM00 mode Nd: YLiF4 (Nd: YLF) continuous wave (CW) laser is reported in this letter. The laser output power of 5.83 W with optical to optical effidency of 27％ and slope efficiency of 30％ has been achieved The instability of output power is 0.36％ and spike caused by relaxation oscillation has not been observed in the laser beam. The transverse cross section of laser beam is an ellipse, the diameters of laser beam at output mirror in both directions are 0.97 mm and 1.07 mm, respectively. The divergent angles are 0. 936 mrad and 0. 774 mrad, and the values of M2 are 1.37 and 1.24, respectively. The polarization degree of laser beam is better than 237:1.     

非稳腔大功率绿光激光器的研究

为了提高激光的光束质量和提供准直的平行光束,为抽运钛宝石提供优良的大功率的绿光抽运源,对激光二极管侧面抽运Nd:YAG声光调Q腔内倍频固体激光器进行了研究.实验中采用凸平直线非稳腔,将凸面镜和增益介质热透镜效应等效为望远镜系统进行分析.由实验可知,凸平非稳腔具有较大模体积、良好的稳定性等优点;利用二类相位匹配的磷酸钛氧钾晶体进行腔内倍频,当抽运功率为200W时,获得脉宽109ns、重复频率9.3kHz、发散角小于2mrad的42W绿光输出,光光转换效率达到21%,24h长时间的工作,不稳定性小于2%.结果表明,利用非稳腔腔型,在侧面抽运的模块中可以实现高效的大功率绿光输出.     

光学暗室内杂散激光能量分布模型仿真与测量

为了模拟1.06μm脉冲激光在暗室内壁多次漫反射后的能量分布,在对暗室内激光目标反射特性研究的基础上提出了神经网络叠加的算法,并建立了暗室内杂散激光能量分布数学模型;利用模型仿真得到了入射能量为1J的1.06μm脉冲激光漫反射能量分布图,分布图表明暗室的整体消光性能较好,但是个别壁面存在局部较强的反射区域,该区域的激光能量最大值约为3.5×10-4J;通过模型的理论计算与实际验证测量分别得到了监测探头的能量密度理论值与实测值,对两组数据的比对分析表明,理论值与实测值的最大和最小相对误差分别为10.7%与1.3%,并且两者的分布规律一致。结果表明,此模型具有较高的可信度和仿真精度,能够满足内场仿真试验的实际需求。     

工业用大功率固体激光加工系统

报道了一种符合工业应用的国产化大功率固体激光加工系统.大功率连续Nd:YAG激光器采用对称放置方式四棒串接谐振腔,得到大于2100 W的稳定功率输出,光束参数积24 mm·mard,系统总光电转换效率达到3.5%;激光器的输出激光采用芯径600 μm的光纤传输.对激光加工系统的关键问题进行了分析,包括大功率固体激光器在保证光束质量的条件下大功率输出、高效率光纤耦合输出、适应加工要求的控制系统等.研制的系统在实际应用中表明:加工系统稳定、可靠,操作方便,可与机械手、机床等外设联接,满足工业应用的要求.     

温度对微型全固态绿光激光器性能影响的研究

系统地研究了各元件的温度变化对ＬＤ泵浦的微型全固态Ｎｄ：ＹＶＯ４／ＫＴＰ绿光激光器性能的影响,对其机理进行了分析;讨论了和简单低成本的整体控温技术实现微型器件最佳性能的可能性,并实现了高性能微型全固态Ｎｄ：ＹＶＯ４／ＫＴＰ绿光激光器。用１Ｗ的ＬＤ泵浦,得到了１９５ｍＷ连续绿激光稳定输出。     

高效高功率侧面抽运腔内倍频连续绿光激光器

激光二极管(LD)侧面抽运的内腔倍频激光器技术是实现高功率、高稳定且低成本连续绿光激光器的有效方法。为满足激光彩色显示、激光加工、数据存储、医疗卫生和科研等领域对连续绿光激光器的需求,研制了一台高效、高功率侧面抽运腔内倍频Nd∶YAG/KTP连续绿光激光器。采用优化的平-凹-平三镜折叠腔结构,Ⅱ类相位匹配KTP晶体内腔倍频,当808 nm激光二极管抽运功率约为180 W时,得到最高18.7 W的连续绿光激光输出,对应的光-光转换效率为10.4%。在输出功率15.4 W时测量激光功率稳定性,其功率不稳定度小于0.5%。输出光束平滑,远场为类高斯分布,用刀口法测量了激光器不同输出功率时的光束质量,光束传输因子M2小于7。     

千瓦级高光束质量半导体激光线阵合束光源

低光束质量严重限制了大功率半导体激光器的应用,为了满足日益增长的工业和国防领域应用需求,发展兼具高功率和高光束质量激光输出的半导体激光光源具有重要意义。采用线阵合束方式集成20个传导热沉封装半导体激光单元,结合斜45°柱透镜阵列整形方法和准直技术,直接均衡激光束快慢轴方向的光斑和发散角,通过波长合束和偏振合束,研制出一种可实用化、连续输出功率1030W、快慢轴方向光参量积分别为18.3mm.mrad和17.7mm.mrad、最大电-光转换效率44%的808nm和870nm双波长半导体激光合束光源,实现了高效率、高功率和高光束质量激光输出,可作为直接光源应用于工业和国防领域。     

56J灯泵浦高能高光束质量脉冲Nd:YAG固体激光器

报道一台灯泵浦单级输出56J的高能高重频脉冲Nd：YAG激光器。首先理论分析了影响激光器高能输出的主要因素,再提出提高激光器效率的有效措施,最后研制出一台脉宽0.1-10ms 可调,频率1-1000hz可调的激光器。该激光器在总注入电功率12kw时,输出最大单脉冲能量56J,最大平均功率500w;光束参数乘积为16.5mm.mrad;总体电光转换效率4.2％;输出功率稳定性 。     

光电反馈法稳定全固态绿光激光器输出功率

采用光电反馈调节泵浦源驱动电流的方法,稳定全固态绿光激光器的输出功率。对采用整体控温技术的微型全固态绿光激光器,用光电二极管监测激光器输出功率的变化,PI 控制器生成相应的控制信号直接调节驱动电流使输出功率稳定。获得了1h 功率稳定性优于±0. 25 %、4h 功率稳定性优于±0. 5 %的绿光激光输出。