连续16 W二极管端面泵浦混合腔Nd:YVO4板条激光器

在半导体泵浦的固体激光器中,激光晶体的热效应在很大程度上影响了激光器的能量输出和光束质量.为减小激光器中的热效应,介绍了用LD端面泵浦板条(slab)激光晶体,结合稳腔-非稳腔混合腔型(hybrid resonator)实现的板条激光器.在腔长为50 cm的情况下,得到了16 W连续输出,高泵浦功率时斜效率达到59%,同时进行了稳腔方向的热效应分析.     

棱镜组压缩腔内光束的电光调Q Nd:YVO4 板条激光器

理论研究了棱镜组对非稳腔内激光光束的压缩.并在实际的非稳腔-稳腔混合腔板条电光调QNd:YVO4激光器内部加入棱镜组,在非稳腔方向上压缩腔内光束,从而有效减小电光晶体BBO所需的体积,同时仍然能保证在激光晶体上有较大的基模体积,满足大功率输出的要求.当连续泵浦为66 W的时候,得到重复频率2 kHz脉冲激光的平均功率为3.6 W,平均每个脉冲能量为1.8 mJ.脉冲宽度为6 ns.实验结果表明,在加入棱镜组后,激光光束仍能保证很好的光束质量,并能获得高重复频率、高强度的短脉冲.     

分析光学谐振腔的矩阵方法(1)

本文总结了将矩阵方法用于研究光腔问题的一些新的进展情况。证明了在普遍情况下描述光腔主要特征的光束参数、失调灵敏度等都能表示为ABCD矩阵元或光腔g参数的形式。对一些典型的光腔,例如含热透镜的望远镜腔(TRTL)、交叉棱镜腔(CPR)、相位共轭腔(PCR)和共焦型多元件非稳腔(CMUR)等作了详细的分析和讨论。     

1D VRM非轴对称虚共焦腔(Nd，Ce)：YAG板条激光器的实验研究

对(Nd,Ce):YAG板条固体激光器提出了一维变反射率镜(1D VRM)非轴对称虚共焦腔,并与平行平面腔和旋转对称变反射率镜(2D VRM)虚共焦腔等腔型作了实验比较研究。结果表明,1D VRM虚共焦腔适音板条固体激光器, 兼顾输出激光效率和光束质量。     

百瓦级环形非稳腔板条激光器腔内校正

提出一种环形非稳腔结构,该结构将传统驻波非稳腔腔内的非共轭像差校正转换为共轭像差校正。搭建了百瓦级环形非稳腔Nd:YAG板条激光器,采用59单元自适应光学系统对腔内像差进行校正。利用980 nm参考光束和Shack-Hartmann波前传感器测量腔内像差,采用加权最小二乘法复原波前像差,最后用倾斜镜和变形镜进行校正。最终在低抽运功率下将输出功率从105.8 W提高到113.1 W,光束质量β因子从6.98优化到2.33。该研究为环形非稳腔应用于高功率固体激光器并获取高输出光束质量提供了一种技术途径。     

高斯变反镜改善板条激光器光束质量的研究

在实验中对比研究了稳腔和高斯变反镜非稳腔两种腔型。采用尺寸为66.7 mm×11 mm×1.7 mm板条Nd∶YAG增益介质,泵浦功率860 W条件下,稳腔获得196 W的激光输出,Mx2=2.47,My2=38.6;高斯变反镜非稳腔获得102 W激光输出,Mx2=2.34,My2=6.48。实验结果表明高斯变反镜非稳腔明显改善了板条激光器宽度方向的激光输出光束质量。     

板条激光器用光腔的模式计算:快速傅里叶变换法

本文使用快速傅里叶变换法对三维光腔衍射积分方程作了数值解,用以说明板条固体激光器用新型棱镜腔的模式特性.     

Nd：YAG激光器非稳腔设计与性能研究

研究了Ｎｄ：ＹＡＧ固体激光器虚共焦望远镜型非稳腔的设计方法，对固体激光器特有的热透镜效应及工作物质折射率对腔长的影响做了分析，并对该腔型的输出模式、发散角、输出能量密度及脉冲宽度等主要性能参数做了实验研究。     

腔内扰动对虚共焦腔模式的影响及Zernike像差拟合

为实现高功率或高能激光器输出良好的光束质量和能量,分析了腔内像差扰动对非稳腔模式的影响,采用数值迭代法理论计算了腔内倾斜扰动对无源虚共焦非稳腔输出模式强度和相位分布的影响,并采用Zernike模式法对光束相位进行了像差拟合分解,得到了前35阶像差系数,通过进一步计算得到点扩散函数和环围能量曲线等,从而全面了解输出光束质量.结果表明,对小菲涅耳数虚共焦型非稳腔,腔内倾斜扰动不仅带来输出光强分布的不均匀性,且对相位分布有明显的影响,使相位中的一些高阶Zernike像差如A_3,A_7和A_(10)等增大.计算结果对研究高能激光器腔内像差校正有一定参考意义.     

腔内扰动对虚共焦腔模式的影响及Zernike像差拟合

为实现高功率或高能激光器输出良好的光束质量和能量,分析了腔内像差扰动对非稳腔模式的影响,采用数值迭代法理论计算了腔内倾斜扰动对无源虚共焦非稳腔输出模式强度和相位分布的影响,并采用Zernike模式法对光束相位进行了像差拟合分解,得到了前35阶像差系数,通过进一步计算得到点扩散函数和环围能量曲线等,从而全面了解输出光束质量.结果表明,对小菲涅耳数虚共焦型非稳腔,腔内倾斜扰动不仅带来输出光强分布的不均匀性,且对相位分布有明显的影响,使相位中的一些高阶Zernike像差如A3,A7和A10等增大.计算结果对研究高能激光器腔内像差校正有一定参考意义.     

高功率二极管泵浦固体激光谐振腔的进展和分析

对近年来用于高功率二极管泵浦固体激光器的新型光腔,如棒成象非稳腔,近共心非稳腔,折迭腔以及SBS相位共轭MOPA系统等进行了深入的分析,并对实现高功率输出和高光束质量的相关技术作了讨论.     

高功率二极管泵浦固体激光谐振腔的进展和分析

对近年来用于高功率二极管泵浦固体激光器的新型光腔，如棒成象非稳腔，近共心非稳腔，折迭腔以及ＳＢＳ相位共轭ＭＯＰＡ系统等进行了深入的分析，并对实现高功率输出和高光束质量的相关技术作了讨论。     

用于机载激光测距／指示的激光器原理实验研究

本文介绍了激光器原理实验情况，着重介绍了波罗棱镜谐振腔电光调Q激光器重频实验及平凸非稳腔激光器实验结果及分析，文中对激光输出性能，输入能量及谐振腔腔长等几个相关又互相制约的参数进行分析，以便根据要求合理选择其参数，提高激光器质量，并通过对平凸非稳腔的理论分析及实验测试，设计出了较小发散角，较高效率的平凸非稳腔激光器。     

高功率固体激光谐振腔研究的进展

基于我们的工作和体会，对高功率固体激光腔研究的某些新进展，包括自成像和自滤波非稳腔，共轴和离轴非稳腔，折迭和离轴棱镜腔，非轴对称像散腔，可变反射率镜腔和渐变位相镜腔等作了详细评述和分析。最后，对实现高功率和高光束质量输出的物理思想和技术原理作了总结，并指出了可能的应用。     

用于YAG激光器的虚共心介稳腔

本文介绍了对YAG虚共心介稳腔输出特性的实验研究结果。得出了虚共心介稳腔的放大率因子M,腔长L对输出能量、场图均匀性和发散角的影响规律。通过与平凹稳定腔的比较进一步显示了这种腔形对中小功率固体激光器的实用价值。     

非轴对称腔板条固体激光器

本文使用复曲率张量Q-1自再现法分析了柱面-球面镜非轴对称腔的特性,并用数值计算例说明。报导和讨论了我们的非轴对称腔板条固体激光器的实验结果。     

部分端面抽运板条激光器腔镜倾斜问题研究

部分端面抽运的板条激光器是一种新型固体激光器．配合混合腔可以实现在大功率下保持高光束质量的激光振荡输出。谐振腔的腔镜倾斜是影响激光器输出特性的重要因素，快速傅里叶方法是一种快捷有效的计算方法，利用此方法模拟了腔镜倾斜对近场相位分布和远场光强分布的影响，并分析了光束质量的变化。理论分析表明，腔镜的小角度倾斜对近场相位影响较大，但对远场光强空间分布影响不大；随着倾斜角度不断增大，远场发散角和光束腰宽度也增大，光束质量虽然存在恶化的趋势，但光束质量因子肝值仍然较小，离轴非稳腔仍能保持高光束质量的输出。     

专利与文献

本书共两部分:(1) 非稳腔、波导共振腔、环形激光共振腔和具有反射率可变反射镜的共振腔的基本原理,激光频率的稳定和多模激光束传输;(2) YAG激光器、染料激光器、高功率激光器、激光二极管泵浦固体激光器、光纤激光器、CO_2波导激光器和准分子激光器用的共振腔的工艺。     

部分端面抽运混合腔Nd:YVO4板条激光器实验研究

对部分端面抽运的混合腔Nd:YVO4板条激光器进行了实验研究,利用自制的5条激光二极管阵列堆LD Stack,抽运光经波导整形系统整形后入射至晶体,采用柱面镜混合腔结构成功得到1.064μm偏振连续激光输出,斜效率可达44%。输出激光功率3.5W时,测得非稳腔和稳腔两个方向的M2因子为1.28和1.73;在输出激光功率为38W时,测得的两个方向的M2因子为1.56和1.78。实验结果表明,该激光器具有极佳的热效应,能够在高功率运转时保持高功率高光束质量的激光输出,输入－输出功率曲线没有出现平顶或弯曲的迹象,该激光器的仍然有很大的提升余地。     

激光二极管阵列端面抽运混合腔Nd:YVO_4板条1064nm和1342nm激光特性研究

利用激光二极管(LD)阵列端面抽运Nd∶YVO4板条晶体,结合稳定非稳混合腔,实现了高功率、高效率、高光束质量的1064 nm和1342 nm激光输出。板条Nd∶YVO4晶体掺杂原子数分数为0.3%,尺寸12 mm×10 mm×1 mm,a轴切割,c轴平行于12 mm方向。采用稳定正支共焦非稳腔,在抽运功率为265 W时,得到了123 W的1064 nm连续激光输出,光光转换效率和斜效率分别为46.4%和52.4%;在输出功率约为100 W时测得稳腔和非稳腔两个方向的M2因子均为1.3,输出功率不稳定性小于1%。采用稳定负支共焦非稳腔,在抽运功率为139.5 W时,得到35.4 W的1342 nm激光输出,光光转换效率为25.4%,在稳腔方向光束质量为M2=1.23;在非稳腔方向光束质量为M2=1.14。