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%.     

双波长双巨脉冲调Q倍频Cr:LiSAF激光器

为差分测量NO2气体浓度,获得448.1 nm与449.15 nm的双波长双脉冲光源具有重要价值.实验中采用分时高压方波驱动电光Q开关,在一次闪光灯抽运条件下,在同一光路上实现了双波长、双脉冲的Cr:LiSAF可调谐激光输出.利用一块波长为900 nm倍频切割的LBO晶体.进行腔外的双波长双脉冲的谐波研究,实现单光束双波长、双脉冲Cr:LiSAF调Q谐波激光输出,获得了波长分别为448.1 nm与449.15 nm同光束双波长激光输出,脉冲能量分别为13.7 mJ,脉冲间隔62 μs.输出的谐波光束线宽小于0.02 nm.     

染料分级调Q红宝石激光器的研究

本文首先介绍一种新型的染料分级调Q盒并给出其在输出能量稳定的红宝石激光器上的分级调Q结果。 依据激光巨脉冲调Q原理,探讨了双脉冲、多脉冲等部分调Q激光输出产生的原因。     

LD端面抽运Nd∶YAG 1338 nm单波长激光器

通过LD端面抽运Nd∶YAG激光腔镜膜系的合理设计,抑制Nd∶YAG晶体最强跃迁对应的1064 nm波长和相邻的1319 nm波长的激光振荡,成功实现了1338 nm单波长激光输出。实验中对比了平平和平凹腔型,研究了连续运转和声光调Q模式下的激光输出。连续运转模式时,在12.9 W的抽运功率下,获得了最高3.25 W的1338 nm激光输出;声光调Q模式下,1338 nm激光的平均输出功率和脉冲宽度随着重复频率的减小而下降。在12.9 W的抽运功率下,当声光调Q重复频率从15 kHz减少到5 kHz,平均输出功率由2.8 W降低到1.9 W,对应的脉冲峰值功率由1.7 kW升高到5.4 kW。     

单光束双脉冲、双波长巨脉冲Cr:LiSAF激光器

为实现单光束、双波长、双脉冲Cr:LiSAF调Q激光输出,实验中创造性地采用高压方波驱动电光Q开关实现了双波长、双脉冲的Cr:LiSAF可调谐激光输出。获得了波长分别为890nm与900nm,脉冲能量分别为31mj与38mj,脉冲宽度分别为30ns和27ns,脉冲间隔82μs的单光束、双波长、双脉冲Cr:LiSAF调Q激光输出,双脉冲的不同轴度不大于0.15mrad。为差分吸收激光雷达系统所需单光束、双波长、双脉冲激光器的进一步研制奠定了良好的理论与实验基础。     

双波长电光调Q Nd∶YAP脉冲激光在LBO中的和频作用

文章介绍了Nd∶YAP电光调Q脉冲激光器发射的1079. 5nm与1341. 4nm双波长激光在LBO非线性晶体中实现和频作用,在输入调Q 激光能量为149mJ 时,获得输出能量为 12mJ、脉宽为45ns、峰值功率为0. 2667MW的598. 1nm黄色激光,能量转换效率大于8%。     

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.     

脉冲电光调Q 1.319μm Nd:YAG激光技术

Nd:YAG激光器输出的1.319μm激光在众多领域有重要应用,但目前研究重点集中在连续或准连续输出.采取对腔镜镀高选择性膜及使用色散棱镜等措施抑制1.064μm波长振荡、输出1.319μm激光,分别在自由运转及电光调Q两种情况下作了Nd:YAG激光器输出1.319μm波长的实验,得到调Q输出脉冲最大能量56 mJ,脉宽36 ns,斜效率0.2%,激光发散角2.5 mrad,输出能量不稳定度约4%,使用KTP倍频晶体得到660 nm红光输出.结果表明,用此方法实现电光调Q 1.319 μm脉冲激光及其倍频光输出切实可行,具有重要应用潜力.     

半导体薄膜实现Nd∶YVO4 1064nm和1342nm双波长激光被动调Q

采用射频磁控溅射和热退火处理技术制备SiNx/Si/SiNx多层薄膜,测试了纳米硅晶粒平均尺寸、光学带隙和薄膜对1064nm激光的非线性吸收系数。建立SiNx/Si/SiNx多层薄膜被动调Q的Nd∶YVO4双波长激光器速率方程,得到双波长调Q脉冲的数值模拟结果。在激光二极管(LD)端面抽运的三镜复合腔Nd∶YVO4激光器中,SiNx/Si/SiNx多层薄膜作为可饱和吸收体同时实现了双波长激光被动调Q,获得20ns的1064nm激光脉冲和19ns的1342nm激光脉冲输出。研究表明,薄膜对1064nm和对1342nm的双光子饱和吸收是双波长激光被动调Q的直接原因;激光器两个支腔输出损耗的差别和薄膜对两个波长的非线性吸收系数的相对值影响了双波长脉冲的宽度和时间间隔。     

半导体薄膜实现Nd:YVO4 1064 nm和1342 nm双波长激光被动调Q

采用射频磁控溅射和热退火处理技术制备SiNx/Si/SiNx多层薄膜,测试了纳米硅晶粒平均尺寸、光学带隙和薄膜对1064 nm激光的非线性吸收系数。建立SiNx/Si/SiNx多层薄膜被动调Q的Nd:YVO4双波长激光器速率方程,得到双波长调Q脉冲的数值模拟结果。在激光二极管(LD)端面抽运的三镜复合腔Nd:YVO4激光器中,SiNx/Si/SiNx多层薄膜作为可饱和吸收体同时实现了双波长激光被动调Q,获得20 ns的1064 nm激光脉冲和19 ns的1342 nm激光脉冲输出。研究表明,薄膜对1064 nm和对1342 nm的双光子饱和吸收是双波长激光被动调Q的直接原因;激光器两个支腔输出损耗的差别和薄膜对两个波长的非线性吸收系数的相对值影响了双波长脉冲的宽度和时间间隔。     

绿光泵浦的黄光波段可调谐窄线宽光学参量振荡器

为实现波长可调谐的窄线宽黄光波段激光输出,设计搭建了以倍频声光调Q Nd:YAG激光器的532 nm脉冲绿光输出为泵浦源、以II类相位匹配磷酸钛氧钾（KTP）晶体为非线性介质的折叠腔光学参量振荡器（OPO）。首先产生腔内振荡的近红外可调谐闲频光,在此基础上基于LBO晶体I类非临界相位匹配方式对OPO的闲频光进行内腔倍频,得到波长调谐范围587.2~595.2 nm的黄光波段输出。为改善OPO光谱特性,在OPO闲频光谐振腔内插入熔融石英标准具,有效压缩了OPO输出黄光的光谱线宽。绿光泵浦源脉冲重复频率10 kHz、平均功率24.0 W下在波长591.2 nm处获得了最高黄光输出功率2.89 W,光束质量因子M2=3.4,从532 nm泵浦光到黄光输出的转换效率为12.0%,脉冲宽度37 ns,对应峰值功率7.8 kW。此时黄光光谱半高全宽为0.15 nm,相比未在OPO腔内插入标准具自由运转状态下的光谱得到明显改善。     

A high-efficiency 200 W average power copper HyBrID laser

The high-power, high efficiency copper HyBrID laser has been scaled to large bore (6 cm), with an active length of 200 cm, to generate, as an oscillator, an average output power of 201 W at 1.9% efficiency (based on stored energy) in the green (510.6 nm) and yellow (578.2 nm). For an output power of 120 W, the efficiency reached 3.2%, when the pulse recurrence frequency was 17 kHz. The factors which make the interacting circuit superior to conventional capacitor transfer circuits for the excitation of copper lasers are discussed     

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。     

LDA侧面泵浦1319nm/1338nm双波长激光器的研究

使用最大泵浦功率为600 W的LDA侧面泵浦组件,并采用布儒斯特偏振片以及同时优化全反镜和输出镜透过率两种方法,获得了功率基本相等的1319 nm/1338 nm双波长激光输出。在连续输出时,获得30 W的输出功率,利用声-光Q开关调Q输出,在重复频率为4 kHz时,单脉冲能量为6 mJ,脉冲宽度为237 ns,峰值功率为25 kW。     

550～689nm重复率YAG激光同步泵浦染料激光器

用重复率脉冲锁模YAG激光同步泵浦四种激光染料,获得脉冲重复率20Hz、峰值功率MW级、平均功率mW级、脉宽30ps染料激光。波长复盖范围为550.0～689.0nm,谱线宽度0.05nm。实验比较了L_D=1/2L_PF和L_D=L_P两种匹配腔的输出特性。     

百皮秒激光脉冲的全光纤放大及应用

为了得到高单脉冲能量的百皮秒激光脉冲,采用自制的被动锁模掺镱光纤激光器获得了100ps的激光脉冲输出,在此基础上采用两级全光纤结构主振荡功率放大器进行功率放大,其中预放大级采用7m纤芯的双包层掺镱光纤做增益介质,得到平均功率160mW的稳定脉冲输出;主放大级采用20m纤芯的双包层掺镱光纤做增益介质,在抽运功率逐步增加到35.37W时,输出功率达到了16.60W,相应的单脉冲能量为1.63J,峰值功率为16.61kW。此外,主放大级输出的激光通过自制的模场转换器与光子晶体光纤(纤芯4.6m)成功熔接,得到了2.85W的白光超连续光谱,光谱波长覆盖了600nm~1700nm的检测范围。结果表明,此激光可用于超连续谱光源的产生。     

Femtosecond self-doubling optical parametric oscillator based on KTiOAsO/sub 4/

We report a femtosecond intracavity-frequency-doubled optical parametric oscillator that employs a single KTiOAsO/sub 4/ crystal for both parametric generation and frequency doubling. This device generates a yellow output beam at 575 nm with 39.4% power conversion efficiency when synchronously pumped by a femtosecond Ti:sapphire laser at a wavelength of 796 nm. An intracavity retarder is employed to alleviate temporal pulse overlap problems associated with group velocity mismatch inside the KTiOAsO/sub 4/ crystal.     

调Q激光自锁模与脉冲峰值功率的输出不稳定性

从理论上解释了调Q钕玻璃,YAG激光器存在的模式自锁定现象所引起的调Q激光脉冲功率输出的不稳 定性。为了从根本上消除模式自锁定所引起的调Q激光脉冲波形的随机调制现象,实验采用预激光调Q与法布 里 珀罗(F P)标准具平板组合技术,获得了脉宽约为40ns,脉冲能量为85mJ的稳定调Q输出,其脉冲能量稳定度 和脉冲功率稳定度分别为±2%和±3%,激光输出的谱线宽度为6.9×10-4nm。单纵模输出几率达到89%。采 用上述方法,使自锁模式的调制现象得到有效地消除,从而使调Q激光器可以稳定地输出。     

基于国产芯片的千兆皮秒脉冲激光器模块研制

皮秒脉冲光源是量子密钥分配系统核心器件。为了实现皮秒脉冲光源的国产化,基于国产芯片研制了一种千兆皮秒脉冲激光器模块。该模块采用比例-积分-微分算法控制温度,使光波长漂移在0.01nm以内,使用外部光电二极管探测光功率,反馈调整激光管驱动电流,进行了实验验证。结果表明,利用国产单片机精确控制恒流源和窄脉冲电路驱动激光管发光,输出光脉冲频率达到1.25GHz,脉冲宽度约为50ps,光功率为-3dB对应的谱宽小于0.2nm,输出光波长和功率稳定。此研制的国产化皮秒脉冲激光器模块可满足量子密钥分配系统对光源稳定性的要求。