固体激光与铜蒸气激光混合抽运的染料激光放大实验

采用倍频Nd:YAG绿光激光器与铜蒸气激光器混合抽运双级染料激光放大器的实验方法,通过抽运激光器精确的脉冲同步控制和匹配技术,获得了9.0W的染料激光输出,第二级染料激光放大器对抽运激光的提取效率达到了26.6%,系统总提取效率达到了13.6%.实验研究了染料激光输出功率和抽运激光提取效率随染料激光波长的变化关系.     

8.1 W全固态准连续红光Nd:YAG激光器

报道了利用Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体(相位匹配角选为θ=59.9°,φ=0°)对Nd:YAG在1.3μm附近的振荡进行腔内倍频,产生高功率准连续红光激光的实验结果.激光器使用了一个连续运转的高功率激光二极管(LD)侧面抽运组件(组件内由30个20W的二极管阵列呈三角形阵列分布抽运一根Nd:YAG圆棒),使用声光调Q技术实现高重复频率输出,并选用了平-凹直腔的腔体结构.对该激光器的基频(1.3μm波长)调Q和倍频红光的功率输出特性及光谱特性进行了研究.在LD抽运功率453W时产生了最大输出功率8.1 W的准连续红光激光,测量了此时的M2值并给出了光强分布图.     

激光二极管抽运Nd:YAG双薄片激光器

激光介质的热效应是高平均功率固体激光器面临的最大挑战,采用薄片激光介质是解决热效应的有效手段之一。当在抽运区尺寸远大于薄片厚度并且抽运光均匀分布的条件下,热流近似为沿厚度方向的一维分布,从而大大降低介质的热透镜效应和热致应力双折射。设计了四通光学耦合系统,通过提高二极管激光器阵列输出激光强度分布的均匀性,并优化经微柱透镜准直后光束的发散角,实现了抽运光的近平顶分布。采用两片1 mm厚的Nd∶YAG薄片激光介质,在两个峰值功率2000 W,占空比为15%的二极管激光器阵列抽运下,获得了峰值功率1440 W,平均功率216 W的准连续激光输出,光光转换效率达到36%,电光转换效率超过16%,在稳腔下测得的光束质量M2 因子约为12×13。     

日本的超高功率激光系统及其应用

近30年来，人们一直研制超高功率激光系统，用以进行激光核聚变研究，大阪大学发展了“激光Ⅶ”玻璃激光器，“烈光Ⅷ”CO2激光器，二极管抽运固体激光器与拍瓦线性调频脉冲放大钕玻璃激光器，实验证明，它们对激光研究很有效，在科学技术的许多领域也有多种应用。     

特制坯焊用的激光器的比较

滚焊机（主要是欧洲）经过几年的统治后，激光器已成了生产特制毛坯焊接的工具。现在，至少有十几个焊接系统制造商正制造以激光为基础的坯料焊接系统，供迅速发展的汽车业应用。当前主要选择是使用二氧化碳激光器，YAG激光器也正在被刚加入特制毛坯焊接业务的新制造商采纳。本文比较这两种激光器用于特制毛坯焊接时的费用和优点。激光器技术表1列出YAG和CO2激光器用于这种应用时的基本比较，表中效率和费用是近似值，对具体激光器还会有变化。目前6kWCO2激光器和3kWYAG激光器是坯焊最常用的功率，因此本文也选择这个功率作为比较标准…     

深紫外固体激光系统

报道了一种利用非线性光学频率变换技术生成深紫外激光的固体激光系统.此系统采用基于CLBO晶体和频的频率变换方案,参与和频过程的两路激光分别是一台全固态声光调Q Nd:YVO;激光器输出的1064 nm近红外激光和一台灯抽运电光调Q倍频Nd:YAG激光器抽运的钛宝石激光器输出的三倍频238.7 nm紫外激光.对系统中的调Q倍频Nd:YAG激光器、钛宝石激光器、BBO三倍频模块、调Q Nd:YVO4激光器以及CLBO和频模块进行了详细描述.最后,在实验中获得了最高功率217 μW,重复频率10 Hz的195 nm深紫外激光输出.     

半导体可饱和吸收镜调Q的Yb:LSO激光器

报道了一个激光二极管（LD）抽运多波长连续输出的激光器和一个被动调Q的固体激光器。该激光器的增益材料是一种新型掺Yb^3＋的晶体Yb^3＋：Lu2SiO5（Yb^1LSO）。当吸收的抽运功率为2．57W时，连续输出的最大功率为490mW，斜率效率为22．2％，光-光转换效率为14．2％，激光阈值为299mW，输出激光波长为1084nm。多波长输出时，波长调谐范围为1034～1085nm。利用InGaAs可饱和吸收镜实现调Q输出时，斜率效率为3．0％，激光波长为1058nm。脉冲重复频率为25～39kHz，重复频率随着抽运功率的增加而增加。     

倍频固体激光抽运双级染料激光放大系统的实验

报道了用倍频Nd∶YAG绿光激光器抽运双级染料激光放大系统的实验过程。实验应用两台高平均输出功率、高脉冲重复频率的倍频Nd∶YAG绿光激光器,通过精确的脉冲同步控制技术,实现了对双级染料激光放大系统的抽运,获得了放大级最高提取效率16. 8% ,总提取效率10. 6% ,最高输出功率9. 2W的实验结果。得到了抽运激光提取效率随染料激光波长、染料溶液浓度和抽运激光峰值功率的变化关系。     

8.1W全固态准连续红光Nd∶YAG激光器

报道了利用Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体(相位匹配角选为θ=599°,=0°)对Nd∶YAG在13μm附近的振荡进行腔内倍频,产生高功率准连续红光激光的实验结果。激光器使用了一个连续运转的高功率激光二极管(LD)侧面抽运组件(组件内由30个20W的二极管阵列呈三角形阵列分布抽运一根Nd∶YAG圆棒),使用声光调Q技术实现高重复频率输出,并选用了平凹直腔的腔体结构。对该激光器的基频(13μm波长)调Q和倍频红光的功率输出特性及光谱特性进行了研究。在LD抽运功率453W时产生了最大输出功率81W的准连续红光激光,测量了此时的M2值并给出了光强分布图。     

大功率CO2激光器尾镜取样功率测控的研究

激光功率是激光器中最基本的参数,激光功率的稳定、准确将对激光加工等领域产生直接而巨大的影响.在大功率CO2激光器功率测控系统中,采用尾镜即全反球面镜漏光进行激光功率采样,并通过西门子S7-200PLC实现对整个系统的激光功率测控,可以有效提高对激光器的控制精度和稳定性,且不影响激光输出     

高功率气体激光器

日本研究者因其高功率CO2激光器的研制而出名。日本研究与创新研究所的К．Щимицу建成紧凑射频抽运CO激光器,振荡功率达～1 kW。激光器在室温下工作,激光介质快速轴向流动(～200 m/s)。激光管的长度和直径分别为300 mm和30 mm。抽运调制频率从13.56 MHz增加至27.12 MHz时,功率相应增加10%～20%。采用CO-N2-He-O2混合物时,激光振荡功率和效率分别为830 W和12.2%。在激光混合物中添加廉价的Kr,对最大功率的获得比添加Xe时更有效(加Kr时得到的功率和效率分别是910 W和14.8%,加Xe时为810 W和16.2%)。为得到稳定和高功率输出,在混合物中降低H2O的浓度至2.6×10-4至关重要。     

高功率激光二极管抽运的镱钠共掺氟化钙连续激光器

掺镱氟化钙(Yb3+:CaF2)激光器是最近国际上研究的热点之一,2008年报道的该类激光器,在64 W激光二极管(LD)的抽运下,实现了平均输出功率10.2 W的连续激光输出.利用国产镱钠共掺的氟化钙(Yb,Na:CaF2)激光晶体,采用三镜折叠腔型和激光二极管抽运,获得了该类激光器(Yb,Na:CaF2/Yb:CaF2)的高功率连续输出.实验参数为:输出耦合镜的透过率为4%,激光二极管的最大输出功率为40 W,中心波长为976 nm.当吸收抽运功率18.2 W时,获得了14.5 W的最高功率连续激光输出,相应的斜率效率为80%.结果表明,国产Yb,Na:CaF2晶体具有低激光阈值和高负载能力,是一种优良的高功率激光材料.     

适用于不同激光头的电源

Capital City Lasers公司将万能平台概念用于激光设计和制作,通过它将不同的二极管抽运固态(DPSS)激光头连接到单个多功能二极管抽运固态激光电源组件上。 该装置包括高亮度二极管激光器的一个电源和分立模块式激光头,激光头能迅速重组,以满足各种用户需求。 如用户有万能平台电源,激光头部件能分别定制,每个激光头通过光缆和电缆连接到通用电源上,为几瓦的二极管激光器供电。 这种电源的优点包括全热管理、微处理器控制和LCD显示,并对激光输出参数快速和精确控制。大量故障/错误的检查能力也监视二极管激光器和所有激光头部件的电流、功率和温度设定点。 该万能平台适用于一定范围的模块式激光头,能在不同光谱范围内提供高功率、振幅稳定、连续波TEM00功率输出。可选件包括：大于300 mW的473 nm蓝光激光器,大于2 W的532 nm绿光激光系统,大于2 W的946 nm和大于7 W的1064 nm红外组件,和产生1 W输出的3.5 μm中红外组件。 所有可选件有相同的固定件和子部件,通常能在一个小时内从一种结构转换成另一结构。既适用于基础二极管抽运固态激光器开发研究,也适用于先进激光系统。可节约大量时间。 (章琳;陈建文供稿)     

掺钕双频微片激光器功率均衡实验研究

为了探究掺钕晶体对激光器功率均衡机制的影响 ,实验对不同参数的掺钕晶体双频微片激光器进行了功率均衡实 验研究。在实验中,通过改变抽运功率和调节热沉温度等手段,研究了双频微片激光器功率 在均衡状态时,热沉温度、 抽运功率和双频激光功率积等参数之间的关系。研究结果表明:对于功率均衡的掺钕双频微 片激光器,当抽运功率增加 时,热沉温度随之降低且与之呈负相关,需要降低热沉温度以实现双频激光的功率重新均衡 ;重新均衡后的双频激光波 长与频差不随抽运功率的变化而变化;功率均衡的双频激光功率积随抽运功率的增大而增大 ,且呈正相关。此结果说明 对于不同参数的掺钕晶体双频微片激光器,均可通过改变抽运功率和热沉温度可以实现功率 可调的功率均衡的双频激光 信号输出。这种输出功率可调谐的双频微片激光器在光生毫米波等领域有较大用途。     

D形内包层掺Yb3+光纤激光器动态特性的研究

对LD抽运的D形内包层掺Yb3 + 光纤激光器的动态特性进行了实验研究。在单镜和双镜两种腔结构中 ,研究了激光器的动态特性。在单镜腔结构中 ,激光器表现出很强的自脉动行为 ,脉冲宽度为微秒量级。随着抽运功率的增强 ,开始出现更精细的结构 ,周期不规则 ,脉宽几十纳秒 ;在双镜腔结构中 ,自脉冲被有效地抑制 ,在抽运功率较大时 ,在直流强度上叠加了周期为 2 0 0ns ,脉宽约 10ns稳定的脉冲序列。双镜腔的激光稳定性较单镜腔有所改善 ,激光阈值功率明显下降。     

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.     

激光二极管端面抽运激光晶体的热效应

建立了激光晶体的热传导模型,通过求解泊松方程,得到激光晶体内温度和温度场分布,计算了由端面形变引起的光程差(OPD)和总的光程差,得到不同抽运功率下的热焦距,并通过实验进行了验证,实验结果与理论计算基本一致。当抽运功率为10 W,抽运光斑半径320μm时,Nd∶YVO4激光晶体端面形变引起的光程差占总的光程差的45%。抽运功率为24 W时,晶体热焦距为65.8 mm。提出激光晶体端面腔镜会加重激光晶体热透镜效应的结论。研究表明,对于大功率全固态激光器,由晶体端面形变引起的光程差对晶体热透镜效应有较大影响。对提高激光器的稳定性、研究晶体的热效应提供了理论依据。     

激光二极管端面抽运的多晶Nd∶YAG1.06 μm连续激光器

报道了激光二极管端面抽运的多晶Nd∶YAG(polycrystallineNd∶YAGceramic) 1 0 6 μm连续激光器的实验研究。在抽运功率为 0 3W时 ,激光达到阈值开始输出 ;在抽运功率为 9W时 ,输出功率达到 2W ,激光器光 光转换效率为 2 2 2 %。     

Yb3+:FAP激光晶体实现1.04 μm CW激光输出

以 Yb3 为激活离子的激光晶体理论量子效率可以达到 90 %以上。另外 ,这种激光晶体具有比以 Nd3 为激活离子的激光晶体大几倍的储能能力。在各种 Yb3 激光晶体中 ,以 Yb3 :FAP晶体的综合性能最为引人注目。我们最近进行了用钛宝石激光器抽运 Yb3 :FAP晶体的激光实验 ,并在这种晶体上实现了激光输出。实验所用晶体的尺寸为 1 0 mm× 5 mm× 5 mm,c向为轴向 ,Yb3 在晶体中的浓度为 1 .3at- % ,用钛宝石激光器作为抽运源 ,抽运波长为 90 2 nm,功率为 70 0 m W。采用轴向抽运方式 ,抽运光经透镜聚焦在晶体的前表面 ,前表面作为激光共振腔…     

1．22—1．34μm区大功率光纤受激拉曼散射激光器

引言λ =1 .2 2～ 1 .3 4 μm的大功率光纤辐射源可在光纤通信、材料加工、光谱学、医学和其他领域得到应用。目前制造这种辐射源最有前途的方法是光纤激光的拉曼转换。这时使用磷硅酸盐光纤作为转换器可大为简化转换方式。其原因是 ,这种光纤的拉曼位移为 1 3 3 0cm- 1 ,而石英玻璃光纤仅为 440 cm- 1。因此 ,在半导体抽运功率 1 0 W时 ,使用磷硅酸盐光纤转换钕光纤激光可实现连续波输出功率为 2 .5W的拉曼辐射源。使用掺镱离子的光纤制作光纤激光器可达到半导体抽运的高效率。这是由于它抽运波长λ =0 .98μm的吸收截面大 ,为 2 .5×1 0 …