LD抽运355-nm准连续紫外激光器

报道了激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG激光晶体腔内三倍频355 nm紫外激光器.实验中采用声光调Q技术,选用结构简单、紧凑的三镜折叠、平一凹腔设计,在腔内对1064 nm基波采用Ⅰ类相位匹配LiB3O5(LBO)晶体二倍频、Ⅱ类相位匹配LBO晶体实现三倍频,获得了较好光束质量的准连续紫外激光输出.在激光二极管抽运功率为155 W,声光调Q的调制频率为5.40 kHz的工作条件下,获得脉宽为45 ns,最高平均输出功率为2.14 W,光场均匀分布的355 nm准连续紫外激光,808 nm抽运光到355 nm紫外激光的光-光转换效率达到1.38%,1 h内输出稳定性为3.30%.此外,对影响腔内三倍频转换效率的因素进行了相应的分析研究.     

高稳定度大能量三波长脉冲激光系统研究

设计了一套高稳定度大能量输出的三波长Nd:YAG激光系统,用作激光清洗光源.该系统包括振荡级、放大级及后续波长切换系统.为解决激光棒热致双折射效应造成的输出能量下降和输出不稳定,在输出镜和激光工作物质之间插入λ1/4波片,并对波片的补偿效果进行了研究.结果表明:插入波片后振荡级输出能量提高了10％,稳定度明显提高.重复频率为10 Hz时,1064 nm激光经放大后单脉冲能量可达700 mJ,其单次通过倍频晶体BBO,得到532 nm激光的单脉冲能量为325.6 mJ,四倍频后得到266 nm激光的单脉冲能量为84 mJ.1h内测得的三波长激光输出能量不稳定度均小于0.6％.     

双半圆柱激光器的设计及其热效应分析

针对板条、盘片和管状激光器由于不是圆形光斑而难于聚焦及棒状激光器的热效应问题,设计了一种双半圆柱激光器。双半圆柱激光器能实现圆斑输出,而热效应要优于棒状激光器。用ANSYS软件进行的热效应数值模拟分析表明,双半圆柱状激光器比棒状激光器最高温度低25℃左右,最大温差低11℃左右,最大热应力在棒状激光器的60%以下。     

电光调Q Nd:YAG固体激光器脉冲展宽研究

从理论上分析了影响调Q激光器脉冲宽度的因素,利用速率方程建立了电光调Q脉冲展宽输出过程中反转粒子数密度、光子数密度、腔损耗之间的变化关系式,并进行了数值模拟,绘出了输出平滑脉冲时的腔损耗变化曲线,在实验中我们设计了合适的谐振腔结构,并通过使用两个闸流管作为高压开关控制KD*P上的电压变化波形,从而控制腔损耗使其满足脉冲展宽的条件,在实验上最终获得了420ns调Q激光脉冲。     

Er:GSGG 晶体的光谱性质分析及激光特性模拟研究

测试和分析了Er:GSGG的吸收光谱和荧光光谱。应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+的强度参数、自发辐射跃迁几率、能级寿命、荧光分支比和吸收截面。结果表明,Er3+在4I13/2和4I11/2能级有较长的能级寿命,在966nm和790nm处有较大的吸收截面,在2.79µm处有较大的积分发射截面值,数值模拟了在966nm泵浦下激光输出特性,在泵浦速率达到一定值时,有较高的量子效率。结果表明Er:GSGG有望成为2.79µm波段的理想激光晶体。     

基于二极管泵浦Nd：YAG激光器的紫外微加工系统研制

自行研制紫外微加工系统,系统有效工作范围120 mm×120 mm,最小加工线宽80 μm,系统操作简单、运行稳定高效.实验中完成对Nd:YAG紫外激光器、XY扫描振镜以及F-Theta平场透镜设计.实现波长355 nm紫外激光最高平均功率2.13 W稳定输出,1 h内输出功率波动小于7%;XY振镜最大扫描角度 28°,线性响应速度0.35～0.5 ms;F-Theta视场角为±25°,有效焦距为250 mm.最后对系统存在的问题进行了分析.     

2.79μm Er,Yb:GSGG中红外激光器理论研究

稀土Er3+离子以其能级结构丰富、可产生多种辐射波长而受到广泛的研究,在4I11/2态和4I13/2态之间跃迁产生的辐射波长位于2.7～3μm范围内,中心波长2.79μm的激光由于其波长的特殊性,此类激光器在医疗、非线性光学以及军事等方面具有重要的应用价值。选择Er,Yb:GSGG作为产生2.79μm激光的增益介质,通过一组联立速率方程组可以精确地描述其激光特性,在Er3+-Yb3+能级跃迁结构图的基础上,构建了该能级跃迁速率方程理论模型,为研究光场与物质原子体系相互作用提供了有效的方法,且因其简单直观而广泛应用于激光器特性研究中。最后,在此模型基础上进行了一定的数值模拟。     

基于ARM的半导体激光精确控温系统的研制

针对传统半导体激光器冷却系统体积大、温控精度不高的特点,采用ARM9核心的S3C2410A微处理器配合单总线数字温度传感芯片DS18820,在嵌入式Linux操作系统中采用模糊自整定PID算法对半导体制冷器进行精确控制,实现对半导体激光器中冷却水的恒温控制,保证半导体激光器的稳定工作.采用软件延时的方法,解决了半导体制冷系统在加热和制冷切换过快时制冷器易碎裂的问题.该系统体积小、响应快、使用方便,具有较高的可靠性和稳定性.且可使用直流电源供电.适于车载或机载使用.试验结果验证:该系统可在室温为0～35℃的环境中实现控温范围10～30℃,控温精度±0.1℃.     

激光二极管泵浦高功率Nd：YAG紫外激光器

对半导体侧面泵浦Nd:YAG准连续高功率紫外激光器进行实验研究,首次采用新颖谐振腔型对基波进行非线性转换获得稳定的355nm紫外激光输出.在主谐振腔中,3列相互呈120°放置的激光二极管线阵对中心处直径3mm的Nd:YAG晶体棒进行连续泵浦,实现了1064nm基频光稳定振荡;在子腔中,使用对基频光双程倍频双程和频的方法提高转换效率,实现了高功率准连续355nm紫外激光单向稳定输出;实验使用角度调谐的Ⅰ类相位匹配LB0晶体与Ⅱ类相位匹配LBO晶体,当调制频率5.4kHz时,355nm紫外激光最高平均输出功率1.89W,脉冲宽度小于65ns,1h内输出功率抖动低于7%.     

LiNbO3晶体纳秒级光开关的研究

LiNbO3晶体由于其透光范围广，响应速度快，不易潮解等特点而广泛用于高精度和高速光开关快门。为了将LiNbO3光开关曝光时间拓宽到纳秒领域从而弥补现有的高速光开关的不足，文章阐述了LiNbO3作为光开关理论原理，对多波段通光的晶体长宽比进行了优化设计，并对LiNbO3纳秒级光开关的可行性进行了实验验证。实验半波电压与理论符合很好，实验光信号和电信号在纳秒级范围内能实现同步响应。研究结果证实了LiNbO3光开关在纳秒级范围内的可行性，并为LiNbO3纳秒级光开关的制作提供了理论和实验依据。