880 nm LD泵浦Nd:GdVO4 混合腔激光器1.34 μm实验研究

将880 nm 上能级直接泵浦与部分端面泵浦混合腔结构结合,对Nd:GdVO4 晶体的1 342 nm激光输出特性进行了实验研究。采用正支离轴混合谐振腔,4-bar 中心波长为880 nm 的激光二极管列阵作为泵浦源,在泵浦功率为178W 时,激光输出功率为26.3W,斜效率和光-光转换效率分别为27%和14.8%。在20W 输出功率时非稳腔和稳腔方向的M2因子均为1.3。结果表明:由于采用了上能级直接泵浦与部分端面泵浦混合腔结构,相对于目前同等输出功率级别的端面泵浦Nd:GdVO4 激光器,光束质量得到很大提高。     

880nm LD端面泵浦Nd:YVO_4板条激光实验研究

正将上能级直接泵浦与部分端面泵浦混合腔板条结构结合,可以有效降低激光增益介质的热载和热效应,实现更高功率的高光束质量激光输出、报道了采用两个4-bar 880 nm激光二极管列阵作为泵浦源,两端面泵浦板条Nd:YVO_4晶体的1064 nm实验研究结果、采用了正支离轴非稳-稳定混合腔,在泵浦功率为540 W时,获得了218 W激光输出,光-光转换效率42.6%。M~2因子水平方向大约是1.5,竖直方向是2.0、采用了负支离轴非稳-稳定混合腔,在泵浦功率为540 W时,获得了230 W激光输出,光-光转换效率44%。光束质量与正支时相当。     

二极管泵浦Nd∶GdVO4 晶体紫外激光器的研究

报道了用BBO晶体对激光二极管泵浦Nd∶GdVO4 晶体声光调Q 1064nm激光进行四 倍频,在泵浦功率为12. 5W时,获得平均功率196mW准连续波266nm紫外激光输出, 1064nm～266nm光2光转换效率为10. 1% , 532nm～266nm转换效率为30. 1%。     

全固态准连续宽调谐激光器研究

介绍了一种宽调谐准连续钛宝石激光器,其采用腔内倍频准连续532 nm Nd∶YAG固体激光器作为泵浦源。通过合理的膜系设计,选用棱镜作为调谐元件,仅采用一个输出镜就获得了680~940 nm的宽调谐输出。当绿光功率为12 W对应重复频率4.5 kHz时,在中心波长795 nm处,其平均输出功率为2.2 W,光谱线宽为5 nm。     

1565nm激光泵浦Tm:Ho共掺石英光纤激光器稳态特性

与800nm和1180nm泵浦带相比较,1565nm泵浦有效消弱了多能级快速非辐射跃迁以及能量上转换损耗.建立了1565nm激光泵浦Tm3 :Ho3 共掺石英光纤产生2μm激光的理论模型,给出系统完整的速率方程和功率传输方程,采用数值模拟的方法对理想条件下系统稳态特性进行分析.结果表明,采用1565nm激光作为泵浦源,能够获得高效率的激光输出.在泵浦功率为3W、光纤长度2.2m时,输出功率高达1.7W、量子效率57%、斜效率67%.这是目前此类光纤获得的较好转换效率.     

1565nm激光泵浦Tm∶Ho共掺石英光纤激光器稳态特性

与800nm和1180nm泵浦带相比较,1565nm泵浦有效消弱了多能级快速非辐射跃迁以及能量上转换损耗。建立了1565nm激光泵浦Tm3 ∶Ho3 共掺石英光纤产生2μm激光的理论模型,给出系统完整的速率方程和功率传输方程,采用数值模拟的方法对理想条件下系统稳态特性进行分析。结果表明,采用1565nm激光作为泵浦源,能够获得高效率的激光输出。在泵浦功率为3W、光纤长度2.2m时,输出功率高达1.7W、量子效率57%、斜效率67%。这是目前此类光纤获得的较好转换效率。     

二极管泵浦Nd:GdVO4晶体紫外激光器的研究

报道了用BBO晶体对激光二极管泵浦Nd：GdVO4晶体声光调Q1064nm激光进行四倍频，在泵浦功率为12．5W时，获得平均功率196mW准连续波266nm紫外激光输出，1064nm～266nm光一光转换效率为10．1％，532nm～266nm转换效率为30．1％。     

掺钕保偏光纤激光器腔内倍频实验研究

从双包层光纤激光器的速率方程和光传输方程出发,数值模拟得到泵浦功率20 W时最佳增益光纤长度。在此基础上,采用线型直腔结构,通过透镜耦合的方式,用808 nm半导体激光器对掺Nd3+熊猫型保偏双包层光纤进行端面泵浦,获得1060 nm连续偏振的基频光输出,其线宽小于5 nm,光-光转换效率达到50%;之后,采用腔内插入KTP晶体的方式对基频光进行倍频获得530 nm的绿光输出,其线宽小于3 nm,倍频效率达到20%。在20 W的入纤功率泵浦下,得到2 W的530 nm连续绿光输出。     

192W的1319nm Nd∶YAG激光器

采用国产激光二极管泵浦Nd∶YAG晶体,双聚光腔串联,对称直通腔型结构,在LD总泵浦功率1220W时,实现1319nm连续激光输出192W。采用声光调Q,10kHz下,获得调Q输出平均功率155W,脉冲宽度205ns,光-光转换效率达15.7%。     

192W的1319nm Nd:YAG激光器

采用国产激光二极管泵浦Nd:YAG晶体,双聚光腔串联,对称直通腔型结构,在LD总泵浦功率1220W时,实现1319nm连续激光输出192W.采用声光调Q,10kHz下,获得调Q输出平均功率155W,脉冲宽度205ns,光-光转换效率达15.7%.     

LD泵浦准连续Nd:YAG/KTP 12 W红光激光器

报道了使用国产大功率全固态NdYAG泵浦组件产生1.3 μm附近波长的激光振荡,利用Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体腔内倍频产生高功率的红光激光输出.泵浦组件内包含30个20 W的808 nm二极管阵列,呈三角型阵列分布连续抽运5 mm×125 mm的NdYAG圆棒.为产生高功率的倍频输出,激光器采用V型折叠腔结构,并使用1个声光Q开关.在泵浦功率大约470 W时,产生了12 W的准连续高功率红光激光.     

LD端面泵浦946 nm/473 nm连续Nd:YAG/LBO激光器

对Nd:YAG 946 nm和 473 nm激光器特性进行了实验研究。采用二极管端面泵浦平-平腔实验结构,使用键合Nd:YAG晶体作为激光增益介质,在入射泵浦功率31.8 W时,得到最高11 W的连续波946 nm 激光输出,光-光转换效率34.6%,斜率效率35.4%,光束质量M2达到7.53,半小时内功率不稳定度小于0.4%。采用Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体对946 nm激光进行内腔倍频,获得了0.887 W的连续波473 nm蓝光输出,光-光换转效率5.87%。实验结果表明:所设计的端面泵浦连续激光器具有很强的实用价值。     

LD泵浦新型高效Nd:Gd0.42Y0.58 VO4红外激光器

文章研究了新型红外激光混晶Nd：Gd0.42：Y0.58VO4的激光运转特性。采用简单、紧凑的平-凹腔结构,在注入泵浦功率为9．1W时,得到4．64W的1064nm激光输出,光-光转换效率为51％。利用KTP晶体腔内倍频,在注入泵浦功率为8．6W时,获得380mW的532nm连续绿光输出。     

掺镱全光纤激光器研究

用自制耦合器搭建了全光纤激光振荡器,通过不同的泵浦方式对全光纤激光器进行了实验研究。实验装置中加入包层光剥离器,纤芯/包层分别为20/400 μm的有源光纤作为增益光纤。实验中未加特定的冷却装置,选用2个110 W激光二极管分别进行前向和后向泵浦,在总泵浦功率223.6 W时,前向泵浦方式中获得激光功率输出152.2 W,光-光转换效率69%;后向泵浦方式中,激光功率输出156.5 W,光-光转换效率70%。最后,进行了双向泵浦实验,泵浦光功率443.8 W时,1080 nm近单模激光功率输出311 W,光-光转换效率70%。进一步增加泵浦功率,会获得更高功率的1080nm激光输出。     

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。     

Nd:GYSGG/YVO4双波长人眼安全波段内腔拉曼激光器

以Nd:GYSGG晶体为激光增益介质,a切割YVO4晶体为拉曼增益介质,利用Nd:GYSGG晶体的双波长激光运转特性实现声光调Q 1.5 m人眼安全波段双波长内腔拉曼激光器。为克服Nd:GYSGG晶体严重的热透镜效应对激光器功率的限制,实验确定其同带泵浦吸收峰位置及吸收系数,采用同带泵浦方式减轻热效应。吸收882.9 nm泵浦光功率17.1 W时,在20 kHz的脉冲重复频率下获得1.44 W的1.5 m双波长输出,转换效率8.4%,光束质量因子M2=2.4;棱镜分光测得其中1 497 nm和1 516 nm功率分别为0.55 W和0.89 W,二者脉冲宽度相近,均为15.3 ns左右。与808 nm传统泵浦相比,同带泵浦方式下激光器的输出功率及光束质量均得到明显提升。     

激光二极管端泵浦Nd:GdVO4连续激光器

实验研究了激光二极管端面泵浦Nd:GdVO4激光器,采用平-平腔结构,实现了1064 nm连续激光输出.在注入泵浦功率为16.36 W时,最大连续激光输出达9.86 W,光-光转换效率为60.02%;在腔内插入Q开关,重复频率为50 kHz,注入泵浦功率为7.77 W务件下,得到3.24 W的激光脉冲输出,脉冲宽度为19 ns,M2=2.4.     

808 nm和879 nm端泵自拉曼Nd∶GdVO4 激光器的输出特性研究

为了研究激光二极管端面泵浦a轴切割Nd∶GdVO4自拉曼激光器的热透镜效应对输出特性造成的影响。在808 nm和879 nm两种不同波长端面泵浦条件下,采用横向剪切干涉法测量了连续光自拉曼Nd∶GdVO4激光器的热透镜效应,分别取得两波长所对应的热透镜数值,并将一阶斯托克斯散射光的热透镜效应通过CCD相机成像观测。实验结果表明,879 nm泵浦比808 nm泵浦时激光晶体的热效应有明显减少。为验证以上结果的准确性,实验研究了两种不同泵浦光作用下拉曼光与基频光的输出,获得了最高输出功率为1.4 W和1.6 W的拉曼光,发现当泵浦功率超过20 W,808 nm泵浦输出的拉曼光出现较大衰减。同时,输出808 nm 和879 nm两种光波作用下的基频光,对应斜效率分别为27.5%和38%。并发现小功率抽运时,两波长对应输出区别不明显,只有在大功率抽运状态下879 nm优势才能显现。实验和理论分析说明879 nm抽运更有利于提升Nd∶GdVO4激光器的量子效率。     

不同泵浦波长光纤激光器模式不稳定效应对比

一般认为,光纤激光器模式不稳定效应主要来自于泵浦源量子亏损和增益光纤泵浦吸收所产生的热效应。理论分析了光纤中的热源,发现诱发模式不稳定的热效应主要来源于泵浦吸收、其次是量子亏损;利用课题组开发的仿真软件SeeFiberLaser对该结论进行仿真。仿真结果表明:泵浦吸收系数越低,光纤中的最高温度和温度梯度越低,越有利于抑制热致折射率光栅的形成,提高模式不稳定阈值。搭建了纤芯/包层直径为30/400 μm的前向泵浦掺镱光纤激光振荡器,对比研究了中心波长为976 nm 、915 nm和940 nm的泵浦源泵浦时激光器的模式不稳定阈值特性。结果表明,分别采用中心波长为976 nm 、915 nm和940 nm 的半导体激光器作为泵浦源时,激光器模式不稳定阈值分别为279 W、502 W和697 W,光光转化效率分别为67.7%、61%和63%。由此可以发现,泵浦吸收系数对模式不稳定阈值的影响大于量子亏损对模式不稳定阈值的影响,通过改变泵浦波长降低泵浦吸收系数可以有效提升模式不稳定阈值。优化泵浦波长,兼顾量子效率和泵浦吸收系数,是光纤激光器实现高光束质量高模式不稳定阈值的重要技术路线之一。     

高效率高光束质量的半导体侧泵浦激光器

本文论述了大功率半导体侧面泵浦固体激光器的基本原理,简述了半导体泵浦固体激光器的常见特征。结合实际应用,介绍了一种泵浦效率较高的侧面泵浦激光器,其采用9条单片20W的线阵激光二极管条,分成3组均匀排列在直径为3mm的YAG激光晶体周围,使用陶瓷漫反射体组成聚光腔,当808nm激光的注入功率为180W时,得到较为均匀的62.6W的激光输出,光光效率为35.2%。