腔内光强增强型凹面光栅选支CO2 激光器研究

文中介绍了一种适用于腔内光化学反应的腔内光强增强型凹面光栅选支连续CO2 激 光器的设计及实验参数。由于光腔较长和增益较大,在000 1～100 0和000 1～020 0振转跃迁谱带分别有53条和49条谱线激光输出。得到000 1～100 0跃迁的最低增益线10p (56)输出功率2. 5W,腔内功率约166. 7W,腔内最大功率(10p (20)支线)为520.3W。     

复合光栅腔可调谐波导CO2激光器的研究

本文对一级输出方式的复合光栅腔可调谐波导CO2激光器进行了研究，在340mm的放电长度上，获得大于0．5W的谱线61条，其中10p（20）支线的基模功率为3．5W。我们用复合腔的理论说明了光栅一级输出的优越性。     

全固态LBO腔内倍频556 nm黄光激光器

全固态黄光激光器大多采用掺Nd^3＋激光晶体的^4F3/2-^4I11/2和^4F3/2-^4I13/2能级跃迁和腔内和频技术来获得，由于在输出光斑质量和功率稳定性方面一直存在较多困难，所以寻找合适的基频光谱线同时利用腔内倍频是一种切实可行的解决方案。通过对Nd：YAG激光谱线分析以后发现^4F3/2-^4I11/2这两个能级间部分激光谱线（1112nm，1116nm，1123nm）经过倍频以后正好可以获得黄光激光输出。通过对Nd：YAG各主要谱线激光参量比较和分析后发现，要想获得增益较低激光谱线1112nm，1116nm，1123nm振荡，可以通过镀制特殊要求的谐振腔膜抑制增益较大的1064nm，1319nm，946nm激光谱线运转来实现。通过对谐振腔膜系的设计以及倍频晶体的合理选择和放置，采用LBO晶体腔内倍频，利用2W的激光二极管（LD）抽运Nd：YAG，获得了556nm黄光激光输出，在1．6W的抽运功率下，最大输出功率为102mW，光-光转换效率为6．4％。     

LDA抽运Nd:YAG/LBO单通道腔内和频589nm激光器

报道了一种光纤耦合激光二极管阵列(LDA)抽运Nd:YAG晶体、腔内I类临界相位匹配LBO和频、连续波输出的全固态589nm激光器的设计和实验结果。黄光激光是由Nd:YAG 晶体的1064nm和1319nm谱线腔内和频产生,其对应能级跃迁分别为4F3/2到4I11/2和4F3／2 到4I13/2。实验采用三镜腔结构,在808nm 12W的抽运功率下,获得了最高功率为384mW连续波TEM00的589nm黄光激光输出,光束质量因子M2<1．2,4h功率不稳定度小于±2％。实验结果表明采用三镜腔进行腔内和频是获得589nm黄光激光的有效方法,并可以应用到 Nd:YAG晶体的其它谱线或具有多条谱线的其它激光增益介质,获得更多不同波长激光输出。     

基于调谐TEA CO2激光推进的研究

针对大气呼吸模式激光推进,采用可调谐TEA CO2激光器,选取CO2激光光谱中00^01～10^00带和00^01～02^00带中增益较强的四支潜线10P（20）、10R（12）、9P（28）及9R（14）进行了实验研究。实验结果表明,在大气呼吸模式激光推进中,空气的击穿阈值随激光波长的增大而降低．激光波长对飞行器获得的冲量耦合系数没有明显的影响。     

激光二极管阵列抽运Nd∶YAG腔内双波长运转589nm和频激光器

报道了一种光纤耦合激光二极管阵列(LDA)抽运Nd∶YAG晶体、腔内Ⅰ类临界相位匹配LBO和频、连续波输出的全固态589 nm激光器的设计和实验结果。黄激光是由Nd∶YAG晶体的1064 nm和1319 nm谱线腔内和频产生的,其对应能级跃迁分别为4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2。实验采用三镜折叠腔结构,在808 nm的15 W抽运功率下,获得了最高功率为860 mW连续波TEM00的589 nm黄激光输出,光-光转换效率为5.7%,激光输出功率噪声低,光束质量因子M2<1.2,4 h功率稳定度优于±3.4%。实验结果表明采用三镜折叠腔进行腔内和频是获得589 nm黄激光的有效方法,并可以应用到Nd∶YAG晶体的其他谱线或具有多条谱线的其他激光增益介质,获得更多不同波长激光输出。     

多功能CO2激光器及其应用

研制成功多功能CO2激光器。该激光器输出TEM00高斯基模,输出波长在9.2-10.8μm范围内能够调谐,可以输出9P、9R和10P、10R支跃迁谱带的谱线共计30余条;能够以连续放电方式运转输出连续激光,输出功率5W左右（腔内不加声光调制器时输出25W）,也可以运转在脉冲放电方式输出＂长＂脉冲激光,还可以在连续放电运转条件下经过腔内Q突变方式输出＂短＂脉冲激光;在以脉冲方式工作时,可以选择单脉冲方式输出,也可以选择最高频率为10kHz的重复脉冲,激光脉宽（FWHM）可以在百纳秒至几十毫秒量级范围内变化,最高峰值功率超过数千瓦。该激光器在科研、教学以及激光医学等很多领域都具有实际应用价值。     

激光二极管阵列抽运Nd:YAG腔内双波长运转589 nm和频激光器

报道了一种光纤耦合激光二极管阵列(LDA)抽运Nd:YAG晶体、腔内Ⅰ类临界相位匹配LBO和频、连续波输出的全固态589 nm激光器的设计和实验结果.黄激光是由Nd:YAG晶体的1064 nm和1319 nm谱线腔内和频产生的,其对应能级跃迁分别为4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2.实验采用三镜折叠腔结构,在808 nm的15 W抽运功率下,获得了最高功率为860 mW连续波TEM00的589 nm黄激光输出,光-光转换效率为5.7%,激光输出功率噪声低,光束质量因子M2＜1.2,4 h功率稳定度优于±3.4%.实验结果表明采用三镜折叠腔进行腔内和频是获得589 nm黄激光的有效方法,并可以应用到Nd:YAG晶体的其他谱线或具有多条谱线的其他激光增益介质,获得更多不同波长激光输出.     

850mW全固态腔内和频554．9nm连续黄光激光器

报道了全固态连续波554．9nm黄光激光器,黄激光是分别由Nd：YAG和Nd：YVO4晶体的1342nm和946nm谱线非线性和频产生,两条谱线在各自晶体对应能级跃迁分别为^4F3/2-^4I11／2和^4F3／2-^4I9/2。实验中采用复合折叠腔结构,利用LBO晶体I类临界相位进行内腔和频,当注入到Nd：YAG和Nd：YVO4晶体的泵浦功率分别为20W和8W时,获得850mW的TEMoo连续波554．9nm黄激光输出。4小时功率稳定度优于±2．5%.     

全固态连续波501nm青光激光器

报道了全固态连续波501nm青光激光器,青激光是分别由Nd:YAG和Nd:YVO4晶体的946nm和1064rim谱线非线性和频产生,两条谱线在各自晶体对应能级跃迁分别为4F3/2-4I9/2和4F3/2-4I11/2.实验中采用复合折叠腔结构,利用KTP Ⅱ类临界相位进行腔内和频,当注入到Nd:YAG和Nd:YVO4晶体的泵浦功率分别为20W和7.4W时,获得660mW的TEM00连续波501nm青激光输出.24h功率稳定度优于±4%.     

大功率医用全固态561nm黄光激光器

采用半导体抽运腔内倍频的方法,获得了可满足医疗应用的瓦级全固态561nm黄光激光输出。在比较和分析了Nd…YAG激光晶体各主要谱线的激光参数之后,通过谐振腔膜系的设计抑制了增益较大的1064,1319和946nm谱线的运转。通过对倍频晶体的合理选择以及晶体放置角度与匹配温度的合理控制,在13.5W的808nm抽运功率下,实验获得了1.41W的561nm单一谱线的黄光激光输出,光-光转换效率为10.5%。     

LD泵浦6.8W连续Nd:YVO4/LBO 671nm红光激光器

报道了一种光纤耦合半导体激光二极管(LD)阵列端面抽运Nd∶YVO4晶体,腔内Ⅰ类临界相位匹配LBO(LiB3O5)晶体倍频,实现波长为671nm的全固态红光激光器瓦级连续输出的理论分析和实验结果.采用短三镜折叠腔结构,通过对激光晶体热效应的考虑,估算其热透镜焦距,用计算机优化设计选取合适谐振腔参数,在26W的注入泵浦功率下,获得了连续输出6.8W、波长为671nm的红光基模稳定输出,光-光转化效率达到26%.     

1.05-1.44 µm tunability and performance of the CW Nd3+:YAG laser

The Nd³⁺:YAG laser pumped by a CW 5-kW krypton arc-lamp was tuned to 19 different transitions from 1.052 to 1.444 μm by means of intracavity thin solid etalons and appropriately coated resonator mirrors. Each transition was tunable over 6-12 wavenumbers and most exhibited 10-30-W CW output, attaining 37 W at 1.319 μm and 52 W at 1.112 μm. The 1.061-μm line is 90 percent as strong as at 1.064 μm, and wavelength shift with temperature variation was measured for both. TEM00output of 20 W was available by using apertures, and compensation of thermal lensing resulted in 60 W combined TEM00+ TEM01output.     

LD端面泵浦Yb:YAG/LBO 537.8nm绿光激光器

报道了一种激光二极管（LD）端面泵浦10 at.- %掺杂Yb:YAG薄片激光晶体(Φ4×1mm)、LBO腔内倍频的全固态绿光激光器。采用平凹腔结构,在LD泵浦功率为1.37W时,通过调节非线性晶体LBO的放置角度,实现了频率选择,并获得了最高功率为3.1mW的537.8nm的基模连续激光输出,光斑椭圆度为0.94。     

LD泵浦高效率折叠腔YAG／LBO蓝光激光器

介绍了一种 LD泵浦的高效率 Nd∶YAG/LBO蓝光激光器。采用 LBO代替 KN晶体进行腔内倍频 ;采用 V型谐振腔结构。实验证明 ,该设计具有倍频效率高、稳定性好、适合产品化等优点。在注入泵浦光功率为 1 .2 W时 ,获得 TEM0 0 模蓝激光输出达 63m W,偏振比超过1 2 0∶ 1 ,2 4 h功率不稳定度优于± 3%     

Pump power stability range of single-mode solid-state lasers with rod thermal lensing

The pump power stability range of solid-state laser resonators operating in the TEM00mode has been thoroughly investigated. It has been shown that, for a very general resonator containing intracavity optical systems, rod thermal lensing engenders a pump power stability range which is a characteristic parameter of laser material and pump cavity, but is independent of resonator configuration. Stability ranges have been calculated and critically discussed for Nd:YAG, Nd:glasses, Nd: Cr: GSGG, and alexandrite. The independence of the pump power stability range from the resonator configuration has been experimentally demonstrated for a CW Nd:YAG laser.     

83 W 659.5 nm全固态红光激光器

报道了采用双抽运头串联的对称直通腔结构及KTP晶体腔内倍频实现高功率红光激光输出的实验结果.在激光二极管(LD)抽运功率为1250 W,声光Q开关工作重复频率为10 kHz条件下,获得平均功率为83 W,波长为659.5 nm的红光激光输出,光-光转换效率为6.7%,斜率效率为17%.激光器采用平-平腔结构,每个抽运头使用了一个连续运转的高功率激光二极管侧面抽运组件,组件内由35只20 W的激光二极管呈五边形阵列分布抽运一根Nd∶YAG圆棒.采用镜片镀膜的方法使Nd∶YAG工作在1319 nm波长,经腔内倍频得到单一波长659.5 nm红光输出,并对该激光器的基频及倍频输出特性进行了实验研究.     

1.1 W连续输出473 nm全固态蓝光激光器

报道了光纤耦合激光二极管端面抽运Nd：YAG晶体，I类临界相位匹配LBO腔内倍频的473nm全固态蓝光激光器。通过对准三能级系统进行分析，采用国产普通Nd：YAG晶体棒作为工作物质。将热效应因素考虑在内，设计出对热效应不敏感的短三镜折叠腔，通过改善致冷条件，在14W的抽运功率下获得了1．1W TEM00模连续473nm蓝光输出，光-光转换效率达7．9％。阈值仅为2W。讨沦了获得更高输出功率的可能性。     

Highly efficient high-repetition-rate tunable all-solid-state optical parametric oscillator

A compact highly efficient intracavity optical parametric oscillator (OPO) is demonstrated by placing an OPO cavity in a diode-pumped Q-switched Nd:YLF laser. By taking into account the thermal and energy upconversion transfer effects of Nd:YLF, a power scaling model is set up to optimize and design a fundamental mode diode-pumped Nd:YLF laser. The linearly polarized Nd:YLF laser in the 1053-nm line generates 6.5, 9.2, and 11.9 W average power in TEM/sub 00/ mode at the repetition rates of 1, 2, and 4.5 kHz, respectively. A highly efficient OPO signal output is realized by using an optimized cavity design. We obtain OPO average signal powers of more than 1 W over a broadband continuous tuning range from 1650 to 2100 nm at the repetition rate of 1 kHz. The OPO signal pulsewidth is 10 ns at 1 kHz. Signal energies of 2.5, 1.55, and 0.67 mJ per pulse are produced at the repetition rates of 1, 2, and 4.5 kHz, respectively. The maximum OPO signal energy of 2.5 mJ per pulse is obtained at 1900 nm, where the pump energy is 6 mJ per pulse and the pump-to-signal efficiency is 42%. A maximum average signal power of 4.1 W is generated at 3.5 kHz.     

不含热池的11μm附近热带连续波CO2激光器实验研究

报道了一种非流动传统型连续波凹面光栅选支CO2激光器,为了得到11μm附近的一些热带谱线输出,在不加CO2热吸收池的情况下,通过采用较大曲率半径的凹面闪耀光栅(闪耀波长10.6μm、曲率半径10m、刻线150mm-1)和适当地增加腔长(4.5m)来提高谐振腔的选支能力。除了得到常规带0001-[1000,0200]Ⅰ,ⅡR(56)至P(56)100多条谱线之外,还得到11μm附近其它谱线16条,其中包括0111-0310谱带7条、0011-1110谱带1条、同位素C13O2160001-1000谱线5条、C13O2180001-1000谱线3条。所有谱线的输出功率均在1.6W以上。