激光二极管端面抽运2μm Tm,Ho:YLF连续激光器的激光特性

根据能量在Tm3 离子和Ho3 离子之间的传递过程,给出了Tm,Ho:YLF激光器准三能级的速率方程,讨论了能量传递上转换及激光下能级粒子再吸收对Tm,Ho:YLF激光器运转的影响.报道了激光二极管抽运的Tm,Ho:YLF激光器的输出特性,室温下,在抽运功率为2.8 W时,获得了346 mW的TEM00模激光输出,阈值功率为138 mW,最大光-光效率为12.1%,并且将晶体保持在3个不同的温度下,给出了激光输出功率随抽运功率变化的实验结果.理论与实验结果吻合得比较好.     

蓝光LD泵浦Pr~(3+):YLF窄线宽脉冲激光器研究

Pr~(3+)离子固体激光器因具有丰富的可见光波段的辐射而备受科研工作者的关注。结合Pr~(3+):YLF激光器特性对法布里-珀罗(F-P)标准具进行了线宽压缩的理论分析,通过在谐振腔内插入厚度为0.5mm的F-P标准具对激光器进行压缩线宽,最终获得中心波长为639.63nm的Pr~(3+):YLF窄线宽脉冲激光器。在重复频率10KHz下实现了激光器线宽40.8pm,单脉冲能量3.23μJ,脉冲宽度145ns的脉冲激光输出。     

单LD双端泵浦Tm:YLF激光器研究

高功率2μm Tm:YLF激光器在环境监测、医疗卫生等民生领域有着重要应用。对单LD双端泵浦Tm:YLF激光器开展了研究。分别对晶体的掺杂浓度和长度对激光输出特性的影响进行分析,优化选取Tm:YLF激光晶体参数,Tm:YLF晶体掺杂原子分子数为3%,尺寸为3mm×3mm×14mm。当输出镜透过率T=10%时,实现15.4W的激光输出,相应的斜率效率和转化效率分别为32.4%和28.57%。激光中心波长为1908.65nm,线宽为0.22nm。在输出功率15W时,沿x、y方向的光束质量分别为M_x~2=1.31、M_y~2=1.36,近似基模输出。     

单LD双端同向π偏振泵浦Tm:YLF激光器

2μm激光作为高相干辐射光源,在激光医疗、激光雷达、光电对抗、材料加工等领域有非常重要的应用价值。通过建立考虑能量传递上转换效应的Tm:YLF激光器速率方程,从而分析了能量传递上转换（Energy Transfer Upconversion,ETU）效应对Tm:YLF激光器输出特性的影响;仿真分析双端偏振泵浦Tm:YLF晶体泵浦光分布情况。基于上述仿真分析结果,为获得更高的激光输出功率,采用单LD双端同向π偏振泵浦Tm:YLF激光器方法,提高增益介质的增益效果;当注入功率为47.43 W时,实现了稳定的最大激光输出功率为15.23 W,中心波长为1 907.46 nm,输出线宽为1.62 nm,对应光-光转换效率为32.11%,斜率效率为37.24%。     

百千瓦级高峰值功率Tm：YLF激光器

为研制一款具有高峰值功率与高光束质量的2μm波段固体激光器,搭建二极管激光器(laser diode,LD)单端抽运声光调Q Tm∶YLF激光器.激光器的输出中心波长为1 879 nm,采用声光调Q技术,得到重复频率为2 k Hz的脉冲激光输出,峰值功率达到100. 2 kW,最大单脉冲能量为5. 25 m J,最短脉冲宽度为52. 2 ns,光-光转换率为30%,斜率效率为33%.光束M2因子分别为x方向1. 51和y方向1. 71,光束质量良好.该激光器同时具有高峰值功率与优良光束质量的特点,可广泛用于透明塑料的精细加工、激光医疗以及工业打标等领域.     

窄线宽半导体激光器谱宽测试技术研究

提出一种新颖的窄线宽半导体激光器测试技术-延迟光纤干涉法。利用部分相干光理论推出延迟光纤干涉的计算公式,通过模拟计算,总结出采用这种技术的测试方法,建立了实验系统,对实验结果进行数据分析,证明了这种新的测试技术方案是正确可行的。     

窄线宽可调谐外腔半导体激光器的研究

报道了窄线宽、可调谐外腔半导体激光器的一些研究成果．利用闪耀光栅作反馈元件,对市售的半导体激光器形成弱耦合外腔,改善了半导体激光器的性能,实现了光谱特性较好的窄线宽单模激光输出,其边模抑制比大于３０ｄＢ,线宽小于０．０６ｎｍ．最大输出功率为３５．４ｍＷ,总的光一光转换效率为４６％．通过调整光栅转角,得到１１．６６ｎｍ的波长调谐范围．     

激光二极管抽运Tm:YAP脉冲激光器研究

采用激光二极管(LD)单端抽运a轴切割的Tm:YAP晶体,实现了声光调Q脉冲激光输出。模拟分析了a-cut的Tm:YAP晶体的热透镜效应,使用Comsol软件模拟晶体内部温度分布,在此基础上设计了平凹腔型结构。研究了自由运转与调Q运转情况激光的输出特性。在重频率1k Hz情况下,获得了中心波长为1988nm,单脉冲能量为4.94m J,最窄脉冲宽度为90ns,峰值功率52.22MW的激光输出,光束质量M2因子在x和y方向上分别为2.11和1.88。     

全固态拉曼激光器的研究

研制了主动调Q式Nd:YAG激光器倍频产生的532nm激光做为抽运源、Ba(NO3)2晶体作为拉曼晶体的外腔式拉曼激光器,获得了563.6nm、598.7nm、638.6nm的激光输出。实验对激光器参数进行测试和分析,得到一阶光的最大转换效率为30.3%,最大能量1.3mJ;二阶光的最大转换效率为14.6%,最大能量0.6mJ。     

窄线宽掺铒光子晶体光纤激光器(英文)

为获得高质量输出光纤激光器,利用单模掺铒光子晶体光纤替代传统普通光纤作为谐振腔的增益介质,两个匹配的窄带光纤布拉格光栅作为波长选择元件,形成一个简单的线性腔结构,实现一台新型全光纤窄线宽掺铒光子晶体光纤激光器.该激光器线宽仅有55 pm,激发波长具有大于50 dB的边模抑制比.在激光二极管泵浦下,该激光器在波长1 550.22 nm处获得8 mW的最大输出功率和3.2%的斜率效率.通过在10 min,内每隔1 min对激光器的输出波长重复扫描,表明室温下激光器的输出波长稳定.在12 min内,其输出平均功率的最大扰动少于0.07 dB.     

全固态914nm激光器研究

介绍了Nd:YVO4晶体的结构和光谱特性,同时对Nd:YVO4晶体的热透镜效应和焦距进行了理论研究,并进一步对Nd:YVO4914nm激光器的谐振腔进行了设计.     

大功率衍射极限准连续1.34μm激光器研究

采用两台大功率光纤输出半导体激光器端面泵浦两块Nd∶ GdVO4晶体,以声光Q开关作为腔内调制元件,用对称结构双晶体串接平行平面谐振腔.在注入泵浦功率为66 W,重复频率为100 kHz时,获得10 W的大功率准连续1.34 μm激光输出,斜率效率为18.3%,脉冲宽度为96 ns,激光输出光束发散角约为衍射极限的2倍.     

LD端面抽运1.3μm双波长激光器研究

对双波长激光器的研究有助于改良通过差频方式产生的太赫兹辐射。太赫兹在医疗诊断、物理成像、环境监测等方面应用广泛,近年来成为国内外的研究热点。首先通过键合Nd：YAG晶体产生1319nm和1338nm双波长激光进行理论分析,并在此基础上开展了实验,获得了5.94W的双波长激光输出,激光斜效率19.8%,光束质量因子M 2=1.39。     

1.55μm脊波导大功率DFB激光器的研究

为了提高1.55μm波段DFB激光器的输出性能及高温特性,制作了两种不同结构的InAlGaAs/InP大光腔激光器。两种激光器芯片均在外延设计上采用非对称结构,能够有效减少器件内吸收损耗,从而提高输出功率。对两种芯片均进行了不同腔长、发散角及高温性能测试,可以观测到采用较厚n侧限制层的芯片的输出功率更大。     

一种新颖的自反馈光注入单频窄线宽光纤激光器

报道一种基于自反馈光注入的单频窄线宽光纤激光器。激光器采用线形腔结构,用高掺杂Er3+光纤作为增益介质,利用输出信号光分束反馈与腔内振荡激光干涉,形成折射率光栅与增益光栅共同作用选择纵模,获得稳定的1 549.85 nm单频窄线宽激光输出。在975 nm单模激光二极管(LD)抽运下,激光器的抽运阈值光功率为13 mW。当抽运光功率为112 mW时,最大输出信号光功率为30.6 mW,对应的光-光转换效率为27.3%,斜率效率为30.2%,信噪比大于50 dB。采用延时自外差方法测量线宽,当使用30 km单模光纤延迟线时,测量得到激光器的3 dB线宽为4.0 kHz。     

LD端面抽运Tm:LuAG激光器的热透镜效应研究

为了研究LD端面抽运Tm:LuAG晶体产生的热透镜效应,通过建立LD连续抽运下Tm:LuAG晶体吸收光场分布模型,使用Comsol软件对晶体内部温度分布进行了有限元模拟。在考虑了晶体的键合方式以及LD的抽运方式的情况下,分析了晶体吸收系数以及不同抽运功率对该晶体热效应的影响。利用ABCD光学传输矩阵理论,模拟了单棒谐振腔的稳区范围,并提出了谐振腔内采用双块Tm:LuAG晶体串接热自补偿的方式,使得温度引起的双晶体热透镜焦距互补,构建稳定工作区,给出了谐振腔稳区的参数范围,为设计高输出功率和光束质量的双LD单端抽运双晶体Tm:LuAG激光器的实验研究以及谐振腔优化提供了理论基础。     

高重频声光调Q Nd∶YLF激光器特性研究

对声光调Q LD侧面泵浦Nd∶YLF激光器的输出特性进行实验分析。在不同输出镜透过率和重复频率条件下,分析激光器的平均输出功率和脉冲宽度等输出特性的影响,通过实验对比分析,对激光器的参数进行优化,以提高激光器输出峰值功率。最终在激光输出镜透过率为15%、声光Q开关重复频率为1kHz、LD泵浦电流为19.5A时,获得激光器最大峰值功率为45.2kW,最小脉宽为81.92ns。     

1.7μm自同步皮秒脉冲随机拉曼光纤激光器

针对目前1.7μm波段短脉冲激光器普遍存在的结构复杂问题,提出并实现了一种全光纤化自同步皮秒脉冲随机拉曼激光器．采用1 578 nm脉冲光纤激光器泵浦基于随机分布反馈的半开拉曼腔,实现了中心波长1 695 nm,平均功率224 mW的皮秒脉冲输出．激光器无需精确匹配腔长或复杂的反馈控制,分布式瑞利散射形成的复合腔自动满足同步泵浦条件．通过在腔内插入波分复用器,抑制了随机子腔噪声,进一步提高输出脉冲的稳定性．本研究首次实现了工作在1.7μm波段的随机脉冲光纤激光器,可广泛应用于生物成像和材料加工等领域．