LD泵浦的全固体绿激光器研究

主要论述了用激光二级管(LD)泵浦、内腔倍频的绿激光器的原理和结构。在激光阈值、斜效率的讨论中指出:当LD的泵浦光束在激光晶体中的尺寸越小,光功率密度越高,激光阈值就越低,转换效率就越高;在放大基波的结构中,激光腔镜对基波的反射度越高,基波的放大倍数就越大,转换效率就越高;重点讨论了内腔倍频激光器中的“绿光问题”,指出造成“绿光问题”是由于模式正交分量之间的和频效应与空间烧孔形成的横向饱和;用Poincare图分析了激光器中出现的混沌行为;对如何克服“绿光问题”,得到稳定激光输出提出了几种方案。针对LD的光形状是一个椭圆光锥,选择了用多组透镜准直、棱镜对扩束的泵浦光传输系统方案;对腔体、激光膜层作了概述,具体提出了用平凹腔结构,并把激光膜层直接做在晶体上,可以减少腔内损耗;对YAG-KTP,YVO₄-KTP组合的绿激光器作了研究。在内腔倍频YAG激光器中观察到的实验现象很好地附合理论结果。在YVO₄-KTP的绿激光器中,比内腔倍频YAG激光器较容易得到YAG-KTP组合绿激光器,最大连续输出功率为14.4mW,阈值15.0mW,光-光斜效率为4.1%.YVO₂-KTP绿激光器:最大连续输出120mW,阈值100mW,光-光斜效率为6.3%.     

半导体泵浦全固体蓝光激光器的研究进展

由于全固体蓝光激光器的广阔的应用前景和潜在的商业价值,使全固体蓝光激光器的研究成为当前激光领域的一个热点.简述了LD泵浦全固体蓝光激光器的发展历史和现状.讨论了产生蓝光的增益介质、倍频晶体、被动调Q晶体和已出现的直腔、"V"型腔及"Z" 型腔的结构.指出了LD泵浦固体蓝光激光器面临的镀膜技术与"蓝光噪声问题"两大困难和其大功率、小型化的发展方向.     

LD泵浦的紧贴式产业化固体绿激光器的研究

通过对LD泵浦的固体激光器热效应的分析,给出了计算热效应的理论方法,以及紧贴腔结构的实验方法,对LD泵浦的固体激光器的产业化提供理论与实验基础。     

LD泵浦Nd:YVO4激光器的测距应用

将ＬＤ泵浦的Ｎｄ：ＹＶＯ４激光与连续波频率调制技术相结合、提出一种绝对距离测量新方案。小尺寸的Ｒｄ：ＹＶＯ４晶体提高了光源的时间相干性,这一点对于长距离测量有重要意义。通过引入补偿通道,消除ＰＺＴ非线性调制的影响。实验结果证明了该方案的可行性。     

LD泵浦的室温运转内腔倍频473nm全固态蓝激光器

从理论上分析了准三能级系统固体激光器室温运转的条件以及实现方法,同时给出了实现473nm蓝光发射的方案.报道了用波长808.5nm,功率为2W的半导体激光器泵浦Nd:YAG,采用内腔倍频的方法,在室温下获得946nm波长准三能级连续红外激光输出120mW,以及用BBO晶体倍频获得473nm波长10mW的连续蓝色激光输出.     

热容运转模式下LD泵浦固体激光器的热效应分析

针对热容运转模式下的固体激光器,对二极管泵浦光强分布进行修正,并且考虑激光介质比热容和热传导率随温度变化的特性,建立了三角均布脉冲LD侧面泵浦固体激光介质的热传导物理模型。利用有限元方法,对激光介质的温度变化过程进行了模拟与分析,并且,与连续泵浦、脉冲泵浦模式下的热稳态固体激光介质的热效应分布进行了对比讨论。讨论结果对热容激光器的设计工作提供参考。     

大功率二极管泵浦固体激光器的应用和发展

从二极管泵浦固体激光器(DPSSL)的优势出发,指出了DPSSL向大功率方向发展并在某些领域取代其他类型激光器的趋势;概括介绍了大功率DPSSL的诸多应用领域和广阔的市场前景;并深入分析了实现大功率DPSSL输出的几种成功方案;指出了国内及早进行大功率DPSSL研究的紧迫性。     

绿色固体激光器的进展

本文简要叙述绿色固体激光的特点和用途以及研究开发商品等情况。     

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。     

半导体激光器高频调制系统的研究

针对传统激光器调制系统结构复杂、调制频率低、调制带宽窄等缺点,设计了一种半导体激光器高频调制系统.分析了影响半导体激光器调制带宽的因素,设计匹配补偿电路使半导体激光器的调制带宽增加了3倍以上,该系统可实现对半导体激光器DC～150 MHz范围内各频点的强度调制,并能实现频率的快速切换,各频点频率分辨率为0.116 4 Hz,频率漂移均小于1 Hz.相对漂移均小于1×10-6,同时还为后续差频测相提供高稳定的本振信号.     

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%。     

VCSEL直接倍频蓝光固态激光器的研究

980 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)采用直接倍频和在复合腔中倍频两种方式实现了490 nm蓝光输出。整形采用0.23p@980nm的自聚焦透镜(GRIN lens),倍频晶体选择非线性系数相对较大、允许角相对较宽的LBO晶体。在VCSEL输出功率为530 mW时,选取透过波长为980 nm、长度为0.23 pitch的自聚焦透镜整形,倍频晶体选择2 mm×2 mm×5 mm的LBO晶体,输出了50 μW的490 nm蓝光,在增加了曲率半径R=50 mm的外腔镜后得到了70 μW的490 nm蓝光。     

晶体倍频中光波折射对相位匹配的影响

晶体倍频中当晶体表面法线与相位匹配方向不一致时 ,需调整入射光方向使相位失配最小。讨论了光波折射对相位匹配的影响 ,提出了精确确定入射光方向的方法 ,此方法既可用于单轴晶体 ,也可用于双轴晶体。     

LD注入调频扫描系统研究

为了减小扫描系统测量误差,可以利用半导体激光器注入式调频装置和光栅来建立扫描系统。通过改变注入电流来改变半导体激光器的输出光频,使输出光入射在光栅上,随着频率的改变,衍射光的衍射角会发生改变,进而衍射光点的位置发生改变,从而实现无机械光点扫描,能够消除扫描测量过程中机械抖动和振动带来的误差。     

调制与非调制的半导体激光器典型稳频方法对比分析

针对半导体激光器稳频技术中的饱和吸收法、塞曼调制法、基于原子二向色性的激光器锁定(DAVLL)法和去除多普勒背景的二向色性锁定(DFDL)法4种典型稳频方法进行了稳定性、操作性、抗干扰能力等方面的对比分析,概括了调制和非调制稳频方法的优缺点,为相关实验选择合适的稳频方法提供依据。     

基于Yb∶YAG/Cr~(4+)∶YAG/YAG键合晶体的被动调Q激光器

为了研究键合晶体在被动调Q激光器上的应用优势,采用Yb∶YAG/Cr~(4+)∶YAG/YAG键合晶体搭建了紧凑的端面泵浦被动调Q激光器,获得了高效的1 030nm和515nm脉冲激光。实验研究了泵浦功率和初始透过率T0对各项激光性能的影响,结果在T0=95%时得到了平均功率为1.97 W的1 030nm激光,对应33%的斜效率,而当T0=85%时输出的1 030nm脉冲峰值功率高达87kW,脉冲宽度低至3.14ns。另外在与LBO的倍频实验中,用T0=90%的键合晶体获得了较高的绿光输出功率634mW,对应11.2%的斜效率和15ns的脉冲宽度。最后还研究了光谱的红移和输出镜的漏光现象,找出进一步提高绿光功率的方法。     

双频激光干涉仪中的数字相位计设计

基于Altera公司FPGA芯片,提出了一种基于双频激光干涉仪系统中数字相位计的实现方法。该相位计用于测量系统中被测信号和参考信号之间的相位差角度,间接测量激光干涉仪的光程差信息。被测信号经过光电接收器以及A/D模数转换成数字信号送到FPGA芯片中,与FPGA内建的查找表参考信号做正交相关法解调运算,得到一组X-Y值,再利用CORDIC算法计算arctan函数获取相位差,最后计算出干涉仪的光程差,算法的全过程使用FPGA硬件实现。实验结果表明,该相位计使双频激光干涉仪的相位差测量精度在0.01°以内。     

多方式协同He-Ne激光器稳频系统设计

将传统双纵模热稳频技术与电磁感应涡流加热稳频技术相结合,设计了He-Ne激光器稳频系统,该He-Ne激光器既具有双纵模热稳频技术长时间稳定性好的特点,又具有电磁感应涡流加热稳频技术响应速度快、抗干扰能力强的特点,当输出双频激光频差大于500 MHz时可实现高速在线测量。