1.3μm固体激光器研究进展

1.3μm波段固体激光器在多领域均有着重要作用,本文介绍了近20年来国内外不同晶体材料输出1.3μm波段激光的研究进展,包括几种常用的晶体如YAG、YVO₄、GdVO₄以及其他晶体。通过分析认为,对新材料、新机制的探索与应用是未来1.3μm波段激光器的主要发展方向。     

被动Q开关的微型DPL技术研究

被动Q开关是实现脉冲工作DPL微型化最有效的手段之一.文中介绍了Cr4+:YAG晶体被动Q开关激光器的基本原理,在实验中采用CW5W的LD端面泵浦的Nd:YAG/Cr4+:YAG激光器实现了重频高达5kHz、单脉冲能量40 μJ、脉冲宽度5.9 ns的稳定单纵模激光输出,并研制成微型化样机.     

LD抽运的小型化高重复频率被动Q开关激光器

介绍了LD端面抽运的Nd:YAG/Cr4+:YAG被动Q开关激光器的基本原理,并给出了相关的仿真和实验结果.最终在2 kHz的高重复频率下得到了单脉冲能量为33μJ,脉冲宽度为3.9ns稳定的单纵模激光输出.     

高重频LD泵浦Er∶YSGG固体激光器

2.7~3.0 μm 激光器在医疗、军事等方面具有重要的应用价值,本文简单分析了Er∶YSGG晶体的能级结构以及激光特性,重点描述了采用968 nm LD泵浦Er∶YSGG晶体产生2.79 μm激光,在500 Hz的泵浦频率下获得最高功率14.3 W的2.79 μm激光输出,光光转换效率达到7.1 %,斜效率达到11 %,同时采用二氧化碲(TeO2)作为Q开关,实现10 W的脉冲输出,动静比达到70 %,脉冲宽度63.18 ns,这对于2.79 μm激光在中长波激光器中的应用具有重要意义。     

二极管端面泵浦Nd∶GdVO4高重频声光调Q激光器

采用波长808 nm的光纤耦合输出LD为泵浦源,用Nd∶GdVO4作为激光增益介质,采用端面泵浦方式,通过谐振腔优化设计,达到良好腔模匹配,在LD注入功率20 W的情况下,实现1064 nm激光功率11.3 W的连续输出,光-光转换效率达到56.5%。插入声光调Q器件,通过合理设计腔内激光束腰大小及束腰位置,在重复频率30 kHz时,获得最大调Q输出功率9.2 W,峰值功率30.9 kW,同时,在此基础上,采用KTP晶体腔内倍频,在重复频率为30 kHz时,获得532 nm激光输出平均功率6.3 W。     

输出功率达230W的绿光固体激光器

介绍了一种高功率Nd:YAG绿光激光器实验装置,采用非垂直入射式漫反聚光腔,解决了高泵浦功率密度下增益分布均匀性问题,采用双泵浦头串联的对称直通谐振腔结构,在LD泵浦功率1 400 W时,获得了400 W基频输出,采用Ⅰ类温度匹配方式LBO晶体内腔倍频,在声光Q开关重复频率10 kHz条件下,获得了平均功率达230 W的532 nm绿光激光输出,脉冲宽度小于56 ns,光一光转换效率16.8%,光束质量约30 mm·mrad.该激光器结构简单,可靠性好,适合于工程应用.     

非线性晶体对皮秒SESAM被动锁模激光器脉宽的影响

介绍了皮秒激光器脉宽压缩和展宽的的应用需求和传统的实现方法,同时论述了在腔内利用相位失配的倍频晶体进行脉宽的压缩和展宽的原理。实验研究了在半导体泵浦的Nd∶YVO4半导体可饱和吸收体(SESAM)被动锁模激光器腔内,在相位失配的情况下,插入I类相位匹配LBO晶体,可以把激光脉冲宽度从87 ps压缩到48 ps;而腔内插入不同厚度II类相位匹配KTP晶体,可以把激光脉宽展宽到128 ps、428 ps甚至63 ps。并对脉冲宽度的压缩和展宽进行了原理上的论述,扩展了SESAM锁模激光器在激光测距和激光加工以及激光雷达探测等应用中适用范围。     

LD端面泵浦355 nm紫外激光器

采用大功率激光二极管模块光纤耦合端面泵浦Nd∶YVO4晶体,声光调Q,腔外三倍频方式实现355 nm紫外激光输出。通过计算设计了高效稳定基频谐振腔,在腔外采用LBOⅠ类相位匹配和LBOⅡ类相位匹配的方式倍频与和频,并采用4 f系统对1064 nm基频光和532 nm倍频光进行聚焦,减小了球差效应对光束的影响以提高和频效率。在泵浦功率32.3 W,得到15.9 W 1064 nm连续基频激光输出,光光效率49%。在20 kHz调制频率下,得到1.45 W355 nm紫外激光输出。通过Spiricon光束质量分析仪进行测试,在大功率输出时,紫外激光光束质量因子M2x=1.6,M2y=1.56。     

双棒串接望远镜腔的理论模拟和实验研究

通过激光器谐振腔理论,结合光学系统变换矩阵的分析方法,针对侧面泵浦的高功率双棒串接望远镜腔激光器的设计,进行简化的理论分析和模拟,并通过计算机进行运算求解,寻找满足一定要求的腔型设计参数,并在实验中进行了验证。     

大功率1.3 μm二极管泵浦Nd∶YAG激光器研究

通过二极管侧面环形泵浦方式是目前取得大功率、高光束质量的1.3 μm激光的最有效的方法之一。本文采用双泵浦腔串联的对称平平腔结构和优化补偿激光棒热透镜效应的手段,实现了通过注入光功率分摊到两个泵浦腔的方法降低单个激光棒的热效应提高了激光器光束质量,同时又实现了激光功率的提升。实现了平均功率140 W、光束发散角10 mrad、功率不稳定度2 %、重复频率10 kHz、脉冲宽度250 ns的激光输出,为拓展相关领域的应用奠定了基础。