双声光二维Q开关提高连续Nd:YAG激光关断损耗研究

分析了单声光器件、超声场相互平行和相互正交的两声光Q开关器件衍射损耗,给出正常布喇格衍射的超声场相互平行和相互正交的双声光Q开关器件衍射效率的表达式.采用功率分配器保证两声光Q开关的同步和有效功率驱动.Nd∶YAG激光器的实验结果表明,超声场相互平行双声光Q开关的关断损耗比单声光器件提高了1倍多,而超声场相互正交双声光Q开关的关断损耗比单声光器件提高了2倍多,能够有效的关断大功率固体连续激光.     

传导冷却型声光Q开关

介绍了一种用于钒酸钇激光器的传导冷却型声光Q开关的设计、制作及应用.文章首次提出用调Q效率来表征声光Q开关释放激光的能力,给出了调Q效率的定义,并分析了影响调Q效率的因素.这种声光Q开关采用石英晶体作声光互作用介质,通光方向的长度仅为33.8 mm,在驱动功率12 W时线偏振光衍射效率达88％.用于端面泵浦的钒酸钇激光器中,关断了1.064 μm激光功率15W,在脉冲频率25 kHz时,调Q得到的脉冲宽度为8 ns,峰值功率45 kW.     

光反馈双路自动控制声光调Q驱动器

提出了新型的光反馈双路自动控制声光调Q驱动器方案.它能够同步控制声光Q开关和LD抽运源的运转,实现根据测出的上一次Q开关打开至光脉冲产生间隔自动控制下一次调Q持续时间的功能,并具有10 W以上的功率输出和15 ns(1个射频驱动振荡周期)内的声光Q开关响应时间的优良性能.可以在保持光脉冲性能、节省能源、高热稳定性的前提下,提升声光调Q全固态激光器在各种环境下的稳定性和易调节性.     

提高声光调Q光纤激光器输出功率的关键因素分析

声光调Q光纤激光器具有所需驱动调制电压很低,容易实现对连续激光调Q获得高重复频率脉冲输出的特点。介绍了声光调Q光纤激光器的原理,并对影响它性能的几个重要因素如自发辐射的放大、泵浦功率和速率、光纤的选择、声光Q开关的重复频率等主要因素做理论分析,提出了优化这些因素的方法。     

二维声光调Q开关近场衍射效率分布

通过一维声光调Q开关晶体内的声压分布,得到一维声光Q开关晶体内部衍射效率的空间分布。再通过计算一维Q开关衍射效率的空间分布,得到二维声光调Q开关晶体中超声场的空间分布,进而得到晶体中衍射效率的空间分布。研究发现在相同驱动功率下,二维声光调Q相比一维声光调Q,在关断损耗上有较大提高,二维声光调Q衍射效率极大位置在z=2 mm平面处。     

声光调Q全固态绿激光器中的双控驱动电路

研制出新型双控声光驱动器,能够同步控制声光Q开关和LD抽运源的工作时间,并具有10W以上的输出功率及15ns(1个声光驱动射频周期)内的调Q开关时间.应用该驱动器的全固态调Q绿光激光器的能耗减少50%以上,温升减少10℃以上,热稳定时间减少到22%,用1W的LD抽运,得到了脉宽14.5ns、峰值功率lkW的无寄生脉冲绿激光输出.     

声光Q开关波导CO2激光器

用Ge单晶作为声光介质首次研制出声光Q开关波导CO2激光器,Q开关激光脉冲重复频率从0Hz到200kHz任意可调。文中对这种Q开关激光器的性能作了介绍。     

提高声光调Q光纤激光器输出功率的关键因素分析

声光调Q光纤激光器具有所需驱动调制电压很低，容易实现对连续激光调Q获得高重复频率脉冲输出的特点。介绍丁声光调Q光纤激光器的原理，并对影响它性能的几个重要因素如自发辐射的放大、泵浦功率和速率、光纤的选择、声光Q开关的重复频率等主要因素做理论分析，提出了优化这些因素的方法。     

声光调Q连续泵浦YAG激光器

我们将熔石英和F_3玻璃制成的两种声光Q开关用于连续泵浦YAG激光器,分别进行了声光调Q试验.获得了重复频率在1～10千周的激光脉冲输出.初步试验结果:动静比可达0.94:1;平均功率输出达7瓦以上,峰值功率输出在重复频率为3千周时达4.5千瓦.测量了重复频率对平均功率、峰值功率以及激光脉冲建立时间的影响.为了选择适用的声光元件材料,我们建立了声光性能指数、光弹系数以及超声衰减系数的测试技术.并对几种国产固体材料进行了测量.     

声光Q开关驱动器功率稳定性研究

工程应用需求声光Q开关的工作温度范围较宽,声光Q开关的器件受温度变化影响很小,可忽略,但驱动器受温度变化的影响较大,传统驱动器低温输出功率特性极不稳定.该文介绍了一种晶体管与场效应管相结合的方法,取得了良好的效果,解决了功率不稳定性问题.     

2.7μm声光调Q器件

该文介绍了一种损伤阈值较高的2.7 μm声光调Q器件,比较分析了几种常用的近红外声光材料,优选铌酸锂晶体做调Q器件的声光介质材料,它能较好地兼顾衍射效率、光学性能及抗激光损伤能力。该文还分析了激光腔Q值与衍射效率的关系,通过优化衍射效率的分布,达到降低驱动功率、提高关断能力的目的。用铌酸锂晶体制作的2.7 μm声光调Q器件,其工作波长为2.7~2.8 μm,工作频率为40.68 MHz,光孔径为3 mm,通光孔中心部位衍射效率可达75%。与氧化碲制作的声光调Q器件相比,铌酸锂晶体制作的2.7 μm声光调Q器件的抗激光损伤能力较高。     

声光-染料双调Q激光器的理论与实验研究

本文利用声光调Q和染料调Q各自的特点,提出了声光-染料双调Q理论。文中对双调Q激光器的输出特性随激光器各参量的变化关系进行了研究,为实现在合理的参数选择下的最佳输出提供了可靠的理论依据,并给出了与理论相符的实验结果。     

微型声光调Q开关

该文介绍了应用于激光器系统中的微型声光调Q开关的设计、测试及应用。通过有限元数值分析各因素对声光调Q开关衍射损耗的影响,提出了一种新型优化声光调Q开关的设计方案。选用氧化碲（TeO2）晶体作为光电偏转材料,利用集成电路兼容工艺加工得到封装尺寸为17.8 mm×6.8 mm×17.8 mm,工作波长1 064 nm,光脉冲上升时间28.99 ns的微型声光调Q开关。该微型声光调Q开关具有优异的性能,其体积缩减到原来产品的40%;光孔径为0.8 mm;在全温范围（-45~70 ℃）内稳定工作,衍射损耗保持在35%（±2%）。     

高重频声光调Q掠入射激光器的掠入射角度优化

为了实现了高重复频率声光调Q运转,通过分析掠入射激光器中的等效抽运光模式,对掠入射激光器的掠入射角度进行了优化,获得重复频率大于2MHz的声光调Q TEM00基模的实验输出.理论分析和实验结果表明,掠入射激光器存在一个优化的掠入射角度可以获得尽量小的抽运光模式横截面积,有利于激光器获得高增益和实现高重频运转.     

声光-GaAs双调Q c-Nd:GdVO4/KTP激光特性

采用激光二极管（LD）泵浦c轴切割的Nd:GdVO4 晶体,声光调制器作为主动调Q开关,GaAs饱和吸收体作为被动调Q开关,实现了声光-GaAs主被动双调Q、KTP内腔倍频0.53 μm绿激光运转,获得了双调Q绿激光的平均输出功率、脉冲宽度、峰值功率与泵浦功率的依赖关系。为了比较单一声光主动调Q、GaAs被动调Q、声光-GaAs主被动双调Q激光脉冲波型的对称性,定义了脉冲前沿上升时间与脉冲后沿下降时间的比值为对称因子来描述脉冲波型的对称性,对称因子越接近1意味着脉冲的对称性越好。实验结果表明,与单一调Q激光相比,双调Q绿激光产生的脉冲波型前后沿更对称、脉冲宽度更窄、峰值功率更高。     

导波结构的声光互作用与声光器件(三)

三、导波结构的声光器件1970年Knhn等人第一次用实经证明了在玻璃薄膜波导中的光导波能被声表面所衍射.自那以后,各种导波结构的声光器件相继进行了研制,这类器件由于光导波和声表面的导波特性,因而具有高功率密度,声光互作用长度较长以及色散可以控制等特点.这一节我们先介绍几个典型的导波结构的声光衍射实验,然后讨论这类器件的参数,并与体波结构的声光器件进行比较,最后扼要地介绍一下介质薄膜光波导的制造工艺.     

驱动信号占空比对声光调Q脉冲光纤激光器输出脉冲重频的影响

搭建了声光调Q脉冲光纤激光器实验 系统,通过调节声光调制器(AOM)驱动信号的占空比,研 究了驱动信号占空比对声光调Q脉冲光纤激光器输出脉冲重频的影响。结果显 示,当AOM驱动信号频率 固定时,随着占空比的减小,输出脉冲重频依次为AOM驱动信号频率、AOM驱动信号频率的1/ 2、1/3。 实验结果表明,在声光调Q脉冲光纤激光器中,输出脉冲重频受A OM驱动信号频率和占空比的共同影响。     

高重频风冷声光调Q光纤激光器实验研究

为了实现功率稳定的风冷高重频脉冲光纤激光器,采用主振荡功率放大结构,对声光调Q的全光纤激光器进行了研究.振荡级采用声光调Q方案,以光纤光栅对为激光器腔镜,915nm激光二极管连续抽运,得到了中心波长1064nm、重复频率10kHz到130kHz可调的激光脉冲输出.采用两级大模场双包层光纤放大,实现了平均功率101W、脉冲宽度328.1ns、3dB光谱宽度0.6nm的激光输出.第二放大级光光转换效率69%,激光器总光光转换效率达62.7%.分析了声光调Q产生的宽种子光脉冲经放大后发生波形畸变的原因.结果表明,采用915nm抽运波长提高了激光器输出激光功率稳定性,在风冷的情况下输出功率长期稳定性优于2%.     

高功率DPL用声光Q开关组件

文中介绍了应用于高功率DPL调Q的声光Q开关组件,描述了声光Q开关的工作原理,着重介绍了声光Q开关关键指标衍射效率、插入损耗的设计方法,给出了驱动电源的设计框图、调Q同步电路的设计考虑,降低电脉冲下降时间的思路,得到了工作波长1.064μm,通光长度44 mm,光束直径3.5 mm,衍射效率85%,关断DPL连续功率331 W,腔内插入损耗8%,内调制频率500 Hz～10 kHz连续可调,电脉冲下降时间100 ns,电路延时时间50 ns～1μs可调的实验结果.该组件衍射效率高、插入损耗低.已小批量用于激光表演机、大功率激光打标机,激光毛化机等系统中,也可用于激光测距机、激光雷达、激光卫星间通信等方面,具有广阔的应用前景.     

声光调Q光纤激光器输出脉冲多峰现象的实验研究

搭建了声光调Q脉冲光纤激光器实验系统,研究了输出的调Q脉冲多峰现象。通过调节系统的抽运功率、声光Q开关的重复频率、开启时间、上升时间等可调参数进行实验,寻找多峰个数少、形状好的调Q脉冲。最终在抽运功率为8 W,Q开关重复频率为10kHz,开启时间为260ns,上升时间为150ns时,得到一个前沿有稍微突起的调Q脉冲输出,此时激光转换效率约为23.6%。实验成功地减少了输出脉冲波形多峰的个数,优化了调Q脉冲的输出波形。对实验结果进行的分析为声光调Q光纤激光器获取输出平滑脉冲提供了方法。