双块KTP晶体正交倍频的绿光激光器特性研究

基于非线性光学的频率变换理论,采用双块磷酸氧钛钾(KTP)晶体外腔正交倍频的方式产生二次谐波以提高基频光的倍频转换效率。用长度分别为6mm,8mm,15mm的三块KTP晶体进行实验,比较了双块KTP晶体正交和平行串接以及单块KTP晶体的倍频特性,得到几组倍频转换效率随基频光功率密度变化的曲线。实验结果表明,采用双块KTP晶体倍频的倍频激光器能够有效地提高绿光激光器的动态范围且在520～750MW/cm2,双块KTP晶体正交串接倍频比长度是两块晶体之和的单块长KTP晶体的倍频转换效率高近30%。     

超短脉冲染料激光倍频的实验研究

本文阐述了激光倍频的几个问题,实验中利用一块5.5×6×7mm³的BBO晶体对超短脉冲染料激光进行了腔外倍频实验。为了提高倍频转换效率,实验中利用了柱面镜及不同焦长的球面镜进行聚焦。最后,在基波平均功率120mV的情况下,得到了平均功率为0.54mV的紫外谐波辐射。考虑到基波及谐波的各种损失后,最大倍频转换效率η0.5%。     

9.3μm脉冲CO_2激光倍频实验

介绍了利用9.3 μm脉冲TEACO_2激光通过AgGaSe_2晶体二次谐波产生(SHG)技术实现4.65 μm中红外波段激光输出的实验研究.根据非线性光学原理和倍频技术的基本要求,通过有针对性的技术手段选择TEACO_2激光器的输出谱线并控制脉冲波形的时间分布,使之满足激光倍频实验对泵浦脉冲光源在波长和输出时间分布上的基本要求,并以此为基波光源进行了产生二次谐波的实验研究.实验结果显示,即使是相同的AgGaSe_2倍频晶体材料,也会由于生产厂商的不同而具有完全不同的表面破坏阈值行为,而相同点是体损伤阈值均大于表面损伤阈值.实验获得倍频输出最大能量为12.9 mJ;倍频输出最高平均功率为940 mW. 4.65 μm中红外波段激光输出的实验研究.根据非线性光学原理和倍频技术的基本要求,通过有针对性的技术手段选择TEACO_2激光器的输出谱线并控制脉冲波形的时间分布,使之满足激光倍频实验对泵浦脉冲光源在波长和输出时间分布上的基本要求,并以此为基波光源进行了产生二次谐波的实验研究.实验结果显示,即使是相同的AgGaSe_2倍频晶体材料,也会由于生产厂商的不同而具有完全不同的表面破坏阈值行为,而相同点是体损伤阈值均大 表面损伤阈值.实验获得倍频输出最大能量为12.9     

LD泵浦腔内倍频Nd:YAG/LBO蓝光473nm激光器的低噪声运转

激光二极管（LD）泵浦腔内倍频Nd:YAG/LBO蓝光473nm激光器在不加入腔内特殊元件的情况下,往往倍频输出功率具有很大的高频噪声,即所谓的“蓝光问题”！这大大限制了473nm蓝色激光的应用！为了降低该激光器件倍频输出功率的高频噪声,采用了通过提高腔内基频光循环强度和缩短激光晶体以减小准三能级激光系统再吸收损耗的方法来实现473nm激光器的低噪声运转！实验中利用两个2W激光二极管耦合作为泵浦源及1.0mm厚的Nd:YAG材料作为激光晶体,在利用10mm长LBO材料作为倍频晶体的情况下,获得了输出功率为195mW的具有低噪声特性的473nm蓝光激光运转！实验结果表明：倍频输出功率（峰－峰值）/平均值小于1%！激光输出在1h内没有发生激光跳变现象发生并且无需腔内其它元件的引入。     

BBO晶体中的级联二阶过程和三阶光学非线性效应

本文讨论了非线性光学晶体中的级联二阶过程。在小信号转换近似下,这一过程被公式化,由三阶非线性极化率表示。作为比较,用自位相调制和光学混频方法,研究了BBO晶体的级联二阶过程。发现由于这一过程的存在,该晶体的三阶非线性被明显增加,极化率达10^-19m²/V².     

超快飞秒脉冲激光测量技术研究

本论文主要从事有关飞秒超短脉冲测量的研究工作。对激光超短脉冲的脉宽测量、脉冲重现及短脉冲固体激光器等研究领域作了比较详细全面的调研。研制了一台能测量超短脉冲宽度的转镜式自相关仪，它具有测量范围宽、扫描线性好、使用方便、分辨率高等特性。利用该仪器已测到接找２０ｆｓ的钛宝石激光超短脉冲。还进行了相关短脉冲固体激光器的研制工作。     

《半导体激光泵浦全固体激光技术》专题文章导读

半导体激光作为泵浦源的全固体激光器具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长和光束质量高等优点，是近几年激光技术研究的热点。通过非线性光学频率变换技术，即通过对全固体激光器基频光的倍频、和频、差频，参量变换以及拉曼频移等技术，原则上可把全固体激光的波长范围扩展到从深紫外到远红外的整个波段。由于连续工作的半导体激光泵浦全固体激光器基频光的输出功率较低，在半导体激光泵浦全固体激光器中普遍采用激光谐振腔内高功率密度来获得高转换效率的腔内非线性频率变换技术。     

纳秒声光调Q光纤激光器产生超连续谱

根据现有生成超连续谱方案的不足,搭建了一台全光纤结构的纳秒声光调Q激光器。该激光器中心波长为1 064.3nm,重复频率为20kHz,脉冲宽度为250ns;经过一级放大得到的输出功率为13.02 W。将信号光耦合进自行研制的高功率模场适配器(MFA),得到了10.7 W的信号光输出,耦合效率高达82.2%。将MFA与光子晶体光纤(PCF)熔接,得到了平均功率为5.43 W的超连续谱输出,光谱覆盖为900~1 700nm。由于实验采用的声光调制器(AOM)脉宽较宽,导致泵浦光峰值较低,非线性效应较弱,未能使超连续谱向可见光展宽。因此,建议采用较窄脉宽的AOM作为调Q元件来实现高峰值功率输出,以改善纳秒脉冲PCF产生的超连续谱特性。     

激光二级管泵浦KTP腔内和频激光器及噪声特性的分析

给出了采用了激光二极管泵浦Nd:YVO₄晶体产生1064nm与1342nm双谱线振荡的实验研究,通过KTP晶体II类相位匹配腔内和频产生输出波长为593.5nm的橙黄色激光的实验.在不同泵浦功率下,测量和分析了该激光器的噪声特性.根据和频激光器输出的纵模结构测量结果与和频光耦合波方程,研究了和频激光器的噪声与参与和频的基频光纵模之间的关系.结果表明:对于激光二极管泵浦Nd:YVO₄激光晶体,KTPII类位相匹配腔内和频激光器,如参与和频的2个波长中有一个波长为单纵模工作,尽管和频光输出为多个纵模,该激光器的输出仍为低噪声状态.如参与和频的2个波长全为多纵模,和频光输出为高噪声状态.在腔内和频过程中,虽然没有倍频过程中的和频引起模式竞争,但参与和频2个基频光的不同模式间的交叉和频和同一波长的不同模式间的增益饱和,也产生了与绿光问题类似的输出噪声和不稳定状态,但噪声特性要好于同类的腔内倍频激光器.     

全固态355 nm连续紫外激光器的优化设计

通过优化腔型设计, 实现了LD端面抽运Nd:YVO₄腔内三次谐波转换全固态连续355 nm紫外激光器高效率输出。选用平-凹腔结构并考虑到Nd:YVO₄晶体的热透镜效应、模式匹配、倍频晶体位相匹配等因素对输出功率的影响,对谐振腔长进行了详细的分析计算。在激光谐振腔内, 1 064 nm的基频波经KTP晶体倍频产生532 nm激光,二者再经LBO晶体和频获得了355 nm紫外激光。当LD抽运功率为3 W时,355 nm连续紫外激光输出功率达6.4 mW。与折叠腔进行比较,发现在小功率抽运情况下,直腔结构紧凑、易于调节、输出功率较大。