周期极化钽酸锂倍频窄谱线全光纤连续激光放大器特性

通过准相位匹配技术,采用1μm波段高功率窄谱线连续光纤激光放大器抽运高二次谐波转换效率周期性极化晶体,是实现高光束质量、小型化、高功率连续绿光激光器的一个非常有前途的方向。实验自主研发了高效率主振荡功率放大(MOPA)全光纤保偏放大模块,获得中心波长为1064.25nm,线宽为0.035nm的30 W连续线偏振激光,并以此作为基频光抽运国产周期极化钽酸锂(PPSLT)晶体进行了外腔单通倍频实验。保持PPSLT晶体的控制温度为145.6℃,在抽运光功率为21.5W时得到了2.1W的绿光输出。实验分析了温度、基频光功率密度和Boyd-Kleinman聚焦因子对倍频光转换效率的影响。实验过程中没有出现饱和现象,进一步提高抽运功率有望获得更高功率的绿光。     

Nd∶YAG/Cr∶YAG键合晶体的355nm激光器

报道了一台基于Nd∶YAG/Cr∶YAG键合晶体的全固态355nm紫外(UV)激光器的设计及实验结果。采用平-平腔结构获得高峰值功率、小束腰的1064nm基频光。在谐振腔外,未聚焦的1064nm基频光经KTP晶体倍频产生532nm波长激光,二者再经LBO晶体和频获得355nm紫外激光输出。实验中发现尽管Nd∶YAG与Cr∶YAG都是各向同性晶体,但在特定情况下输出的1064nm基频光具有近似线偏振的特性,此特性可以有效地增加二次谐波产生(SHG)时基频光的利用率,从而提高整台激光器的转换效率。而基频光的谱线宽度及发散角也影响二次谐波及三次谐波产生(THG)的转换效率,需使其尽量在晶体的允许带宽及允许角范围以内。综合这几点因素,对激光谐振腔进行了仔细设计。当激光二极管(LD)抽运功率为8W,激光器运行稳定时,基频光峰值功率达28kW,最终获得平均功率为124mW的355nm紫外激光。     

Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体的355 nm激光器

报道了一台基于Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体的全固态355 nm紫外(UV)激光器的设计及实验结果.采用平-平腔结构获得高峰值功率、小束腰的1064 nm基频光.在谐振腔外,未聚焦的1064 nm基频光经KTP晶体倍频产生532 nm波长激光,二者再经LBO晶体和频获得355 nm紫外激光输出.实验中发现尽管Nd:YAG与Cr:YAG都是各向同性晶体,但在特定情况下输出的1064 nm基频光具有近似线偏振的特性,此特性可以有效地增加二次谐波产生(SHG)时基频光的利用率,从而提高整台激光器的转换效率.而基频光的谱线宽度及发散角也影响二次谐波及三次谐波产生(THG)的转换效率,需使其尽量在晶体的允许带宽及允许角范围以内.综合这几点因素,对激光谐振腔进行了仔细设计.当激光二极管(LD)抽运功率为8 W,激光器运行稳定时,基频光峰值功率达28 kW,最终获得平均功率为124 mW的355 nm紫外激光.     

全固态561nm倍频激光器研究

报道了利用激光二极管端面抽运Nd∶YAG晶体,通过LBO非线性晶体腔内倍频实现的561nm激光输出。LBO晶体尺寸为2mm×2mm×10mm,采用Ⅰ类相位匹配切割。抽运功率为5W时,561nm的最大输出功率为123mW,此时的光-光转换效率为2.46%。实验中发现激光器很容易同时出现556nm及558nm倍频光。从非线性转换效率对基频光振荡的影响角度出发,分析了1112nm与1116nm谱线起振的原因。作为对比,利用允许角范围小的KTP作为倍频晶体进行了同样的实验,KTP晶体的尺寸为2mm×2mm×8mm,采用Ⅱ类相位匹配切割。实验结果显示,在KTP晶体倍频情况下,激光器很容易实现561nm单谱线激光输出。实验结果与理论分析相一致。     

1.1μm波段Nd:YAG激光运转及其腔内倍频

为了提高Nd：YAG／LBO腔内倍频黄光激光器输出功率的稳定性,通过在腔内插入FP标准具选择出单-激光谱线来实现,同时通过FP标准具的角度调谐还得到了1．1μm波段3条分离谱线的单独倍频运转。用2WLD抽运Nd：YAG,腔内加入150μm厚的熔石英FP标准具,先通过F—P标准具放置角度的调节获得单一谱线的基频光运转,再通过LBO腔内倍频获得高稳定性的黄光输出,在1．6W的抽运功率下,556nm、558nm和561nm的输出功率分别为85mW、65mW和71mW,光光转换效率分别为5．31％、4．06％和4．68％。     

利用BF实现钛宝石激光器宽带可调谐激光输出

设计了一组双折射滤光片,由3片石英晶体组成,光轴倾角均为0°,基片厚度为0.45mm,3片厚度比为1:4:10.用于自行搭建的钛宝石激光器调谐实验,发现双折射滤光片绕其法线旋转约20°,输出激光中心波长可由760nm连续变化到845nm,并且线宽均小于2nm,最窄能达到0.73nm.泵浦能量465mJ时,800nm输出能量为85mJ.最大斜率效率为32.1%,最大光-光转换效率约为18.3%.双折射滤光片具有较好的调谐和压线宽作用.     

LD抽运的高效率内腔倍频绿光激光器

提高绿光总体效率具有重要意义.目前,半导体抽运的绿光单台最高输出功率已经达到315 W,倍频最高效率达到82%. 我们分析了端面抽运情况下抽运光耦合系统的设计,得出了最佳聚焦光斑尺寸,并且指出抽运光斑尺寸对激光器单模运转特性的影响,光斑尺寸并非越小越好,应该综合考虑选取抽运光斑的尺寸为稍大于腔内基模振荡光的光斑尺寸,以便实现最佳模式匹配,同时能够单模运转.对LD抽运的固体激光器声光调Q内腔倍频进行了理论研究,指出降低腔内基波的损耗是提高谐波转换效率的关键.实验采用简单直腔,在输入LD抽运光12 W的情况下,利用4 mm×10 mm的YAG晶体,在放入声光开关10 kHz的重复频率下,1064 nm输出2.6 W;采用KTP晶体内腔倍频得到了532 nm绿光2.1 W的输出功率,在声光调Q情况下基频-倍频光的转换效率超过80%,光-光效率达到17.5%,为今后实现大功率绿光的运转打下了一定的基础.(OC1)     

KTP晶体环形腔外腔倍频Nd:YAG激光光束特性的研究

为了解决精细聚焦问题，采用Nd：YAG倍频技术以获得短波长激光器。在激光烧结技术、获取短波长激光的方法、短波长激光光束特性等方面进行了研究和探讨。从理论和实验两方面，研究了利用KTP晶体对Nd：YAG激光进行环形腔外腔倍频的方法。这种倍频所利用的基频光最大平均功率为50W，采用声光调Q技术，频率约为1005Hz。当基频光平均功率约为35W的情况下，实验中光—光转换效率约为31．4％。利用BEAMCODESYS光束质量分析系统对二次谐波与基波光束质量进行了比较，并比较研究了二次谐波与基波的聚焦特性。实验中测定的二次谐波TEM00模所占比例约为95％。利用短波长可以获取更小聚焦尺寸，可以在激光粉末成型中得到更微小的成型尺寸，展示了二次谐波在微成型方面应用的初步成果。     

高功率全固态准连续钛宝石激光器的实验研究

以激光二极管阵列(LDA)抽运Nd：YAG内腔倍频激光器作为抽运源,实现了全固态准连续钛宝石激光器的高功率、高效率运转。实验中,选择750～850nm宽带膜片组,钛宝石输出镜的透过率分别为T=5％、10％和15％。当532nm的抽运光为27W时,得到了6W输出功率及22．2％的转换效率。     

折返点匹配的宽带二倍频实验研究

在二次谐波转换中,基频光和倍频光的群速失配是限制转换带宽的主要因素。利用折返点匹配的宽带谐波转换技术能同时实现基频光和倍频光的相位匹配和群速匹配,理论计算表明在折返点匹配的情况下,倍频转换带宽将显著增加。分别利用厚度10 mm,氘含量12%的KD*P晶体和厚度12 mm的KDP晶体对中心波长为1053 nm,谱宽为31 nm,能量为620μJ的基频光进行折返点匹配二倍频和传统二倍频的对比实验,前者取得了22 nm的转换带宽,远大于后者7 nm的转换带宽。实验结果证实了理论计算的正确性,显示了折返点匹配宽带谐波转换技术的优越性。相应地,前者转换效率为25%,大于后者20%的转换效率,导致倍频转换效率较低的主要因素是入射基频光的光束质量和光谱质量较差。     

用全波片实现473 nm蓝光激光器的稳定运转

报道了一种利用Ⅰ类临界相位匹配倍频晶体LBO的偏振器作用与石英晶体全波片的组合构成双折射滤光片的结构，获得了激光二极管(LD)抽运Nd：YAG／LBO蓝光激光器的稳定运转，在注入抽运功率为1．2W的条件下获得了25mw稳定的单频473nm蓝光输出。     

低噪声671 nm红光激光器

介绍了一种在腔内插入全波片实现671 nm激光低噪声稳定运转的方法。该方法利用全波片和Nd∶YVO4激光器的偏振特性构成双折射滤光片,使用I类临界相位匹配LBO作为倍频晶体,在注入泵浦功率2.7 W的情况下获得149 mW的671 nm低噪声红光输出,光-光转换率为5.6%。使用该方法研制的激光器结构简单、紧凑,适用于中低功率激光器。     

Dual-wavelength coupled-cavity Ti:sapphire laser with active mirrorfor enhanced red operation and efficient intracavity sum frequencygeneration at 459 nm

Sum frequency generation at 459 nm is demonstrated in a dual-wavelength coupled-cavity Ti:sapphire laser operating simultaneously at 808 nm and 1.06 μm. Enhanced operation of the Ti:sapphire laser at 1.06 μm is provided by a diode-pumped Nd:YAG active mirror. Comparable intracavity power is produced at both wavelengths, and 109 mW at 459 nm was generated with an intracavity KTP crystal. The 459-nm linewidth is 1 pm, and the conversion efficiency is 16%     

激光二极管抽运Nd:YVO4晶体五倍频213 nm深紫外激光器

报道了一种声光调Q激光二极管抽运Nd：YVO4晶体腔外五倍频213nm深紫外全固态激光器。实验上分别利用KTP和两块BBO晶体产生532nm倍频绿光，266nm紫外四倍频以及基波与四倍频的混频，实现了从Nd：YVO4近红外激光到213nm深紫外激光的频率变换。在10．3W抽运功率下，获得平均输出功率3．1mW，脉宽7．5ns的213nm深紫外激光输出。     

800 nm处为零色散的光子晶体光纤的计算与设计

基于Galerkin方法计算并设计了在 80 0nm处具有零色散的光子晶体光纤。在数值计算中采用了足够大的求解区域和足够多的基函数 ,从而提高了计算和设计精度。波长 80 0nm是广泛使用的钛宝石飞秒激光器的工作波长 ,因此 ,该光纤对于飞秒激光的应用具有重要意义。     

BIBO晶体腔内倍频高效率473 nm 蓝光激光器

BIBO(BiB3O6)晶体是一种新型的非线性光学晶体，物化性能稳定、光损伤阈值高，并且具有相当大的非线性光学系数，可以制作成频率变换器件，获得高效的倍频激光输出。报道了用BIBO晶体对一台运转于946nm激光谱线的激光二极管(LD)抽运Nd：YAG激光器进行腔内倍频获得高效率的473nm蓝光输出的实验结果。用国产的激光二极管端面抽运厚2．2mm，掺杂浓度1．0at．-％的Nd：YAG激光晶体，在注入抽运光功率为1．6W时，用5mm长的Ⅰ类临界位相匹配BIBO晶体获得的TEM0。模蓝光输出达183mw，相应的腔内倍频转换效率为11．4％，比同样工作条件下10mm长Ⅰ类LBO晶体的倍频效率高45％以上。     

激光二极管阵列抽运Nd∶YAG腔内双波长运转589nm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。     

LD抽运的Nd:YAG单频倍频激光器

在20mm激光腔内,Nd:YAG一端切成布氏角,与倍频晶体KTP组合构成双折射滤波片选择单纵模.用国产激光二极管(LD)纵向抽运,在会聚抽运光功率为500mW时,获得4mW单频连续运转的532nm绿光输出,同时获得约50mW的单频连续1064nm红外输出.     

LD端泵Nd∶YAG/Cr∶YAG腔外变频产生高功率紫外

报道了对激光二极管端面泵浦的Nd∶YAG晶体, Cr∶YAG被动调Q产生的1. 064μm脉 冲激光器,用KTP晶体进行腔外和、倍频,分别用LBO、BBO晶体三倍频、四倍频产生355nm、266nm紫外激光。首次采用了一种新颖的腔型设计,用20W的激光二极管阵列(LDA) ,在泵浦功率为14. 5W的情况下,红外(1064nm)调Q输出平均功率为2. 2W,峰值功率高达12kW。用KTP腔外二倍频, 532nm绿光输出平均功率为1. 2W, LBO腔外三倍频、BBO腔外四倍频,355nm、266nm功率分别高达340mW、300mW。     

Cr~(4+)∶YAG被动调QNd∶YAG陶瓷激光器的研究

介绍了近几年迅速发展的一种新型激光介质———透明Nd∶YAG多晶陶瓷的发展状况,对比分析了多晶陶瓷与单晶的光谱特性、激光特性和连续实验研究情况。并对钛宝石激光器调谐至808 nm,端面抽运Nd∶YAG陶瓷被动调Q全固态激光器的脉冲运转进行了较为详细的理论分析和实验研究。采用初始透射率为90%的Cr4+∶YAG可饱和吸收晶体,被动调Q的阈值功率为119 mW,当端面抽运功率为465 mW时,获得波长为1064 nm,脉宽为16ns,重复频率为18.18 kHz,单脉冲能量为3.4μJ,平均输出功率为61 mW的稳定调Q激光输出。采用不同初始透射率的Cr4+∶YAG晶体进行了实验和对比分析。