二极管侧面泵浦薄片激光器热效应模拟分析

以在大尺寸复合薄片上获得较好的泵浦均匀性和较高的吸收效率为目的,对泵浦分布进行了理论分析.计算表明,阵列距离27mm、晶体半径11mm和吸收系数0.13mm-1可获得较好的泵浦均匀性和较高的吸收效率.计算了由温度分布和应变分布造成的相位畸变,总泵浦功率为700W时的相位畸变为0.523μm,总泵浦功率为3024W时的相位畸变为2.258μm.明显小于其它文献中理论计算和实验测量的相位畸变.在较小泵浦功率下对相位畸变进行了初步的实验测量,实验测量结果与理论计算基本一致.该技术可向更大功率扩展.     

侧面折返泵浦多边形Nd∶YAG薄片的热效应研究

针对热效应劣化激光光束质量、限制激光功率水平提升的问题,研究了激光二极管侧面折返泵浦的多边形Nd∶YAG的热效应,进行了有限元数值模拟计算和实验研究。对于侧面90°切割和45°切割的两种多边形薄片增益介质,对比分析了在侧面泵浦方式下,介质轴向及径向的泵浦光吸收功率分布和温度分布。实验测量了侧面折返泵浦模式下,45°切割的增益介质的荧光分布、温度分布和热致波前畸变,实验结果与理论分析吻合。研究表明,侧面折返泵浦的45°切割多边形薄片增益介质有利于实现储能近平顶分布,并进一步降低增益介质的热效应。     

二极管侧面泵浦薄片激光器泵浦性能数值仿真

利用二极管侧面泵浦薄片激光器泵浦分布的对称性,通过泵浦分布中的特殊点对泵浦均匀性进行定量描述的方法,提出了由泵浦均匀性和吸收效率共同表征的泵浦性能指标,并使用该指标对一定范围内的阵列距离、圆薄片晶体尺寸和吸收系数的泵浦性能进行了对比。在一定取值范围内,当圆薄片晶体半径为13 mm、阵列与晶体中心间距为37 mm、吸收系数为0.10 mm-1时,泵浦性能指标达到最小值0.111 0。采用接近最优泵浦性能指标值的泵浦参数进行实验,初步测量了热效应造成的薄片相位畸变,根据泵浦分布计算出的相位畸变分布与实验结果基本相符。文中提出的泵浦性能指标和相应计算结果为薄片激光器的优化设计提供了理论参考。     

激光二极管侧面泵浦薄片激光器的泵浦光场分布研究

建立了激光二极管侧面泵浦复合晶体薄片激光器的数值模型,考虑到光束在晶体边界的折射,得出了晶体薄片内的泵浦光分布情况。分析了二极管个数、泵浦距离、吸收系数、光束发散角及晶体薄片半径对薄片内泵浦光分布和吸收效率的影响规律。理论结果与相关的实验基本相符,可为二极管泵浦固体激光器的结构设计和实验研究提供理论参考。     

LD侧面泵浦Nd:YAG激光器的热效应研究

对激光二极管侧面泵浦Nd:YAG激光器的热效应进行了分析。由热传导方程得出YAG晶体内的温度分布，分析了激光介质中的热效应力热应力双折射，并得到YAG的热焦距及激光束腰和远场发散角随泵浦功率的变化图形。     

二极管侧面泵浦固体激光器热效应研究

文中对大功率二极管侧面泵浦固体激光器的热效应进行了分析,并对灯泵浦固定激光器与二极管固体激光器的热效应进行比较,在实验中得出了大功率二极管侧面泵浦固定激光器热效应的经验公式。     

侧面泵浦Nd：YAG连续激光器

介绍了一种二极管侧面泵浦的Nd:YAG连续激光器，采用了简单、实用的侧面泵浦结构，获得了37.9W的连续1.064nm的激光输出，斜效率为31.5%，光效率为23．7％。     

侧面泵浦薄片激光器晶体内光分布研究

侧面泵浦薄片激光器中有三个最为关键因素:热键合、泵浦光的均匀性、热沉冷却.文章从理论和实验两方面对二极管侧面泵浦的薄片激光器增益介质晶体内光分布的均匀性进行了研究.在理论上,通过建立二极管侧面泵浦薄片激光器介质内泵浦光吸收情况的数值模型,模拟计算了在Nd:YAG晶体掺杂浓度为0.6at%、七个二极管均匀泵浦条件下,不同晶体尺寸的光斑分布.从实验上,设计了测量晶体内光分布的实验,实验结果与理论结果非常相近.理论模拟结果对实验有一定的指导作用,尤其是在大功率泵浦的情况下有很好的指导意义.     

二极管抽运Nd∶YAG薄片激光器研究

报道了采用脉冲二极管抽运的高功率薄片激光器。通过合理设计泵浦光四通薄片增益介质面泵浦耦合系统,实现了泵浦光在薄片增益介质的均匀泵浦;通过实验实现了1.2 kW的激光输出,光-光转换效率25%。     

高重频二极管侧面泵浦固体激光器的热效应研究

对高重频二极管侧面泵浦固体激光器中工作物质的热效应进行了理论分析,根据所建 立的理论模型,利用计算机模拟了固体工作物质内的温度分布情况,并通过实验说明了热效应对激光器输出性能的影响,在此基础上提出了补偿热效应的方法。     

高功率准连续激光二极管泵浦的Nd：YAG激光器

对高功率准连续激光二极管侧面泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ固体激光器进行了理论和实验研究。当泵浦能量为１３５ｍＪ时，得到脉冲能量为１６ｍＪ和１０６４ｕｍ激光，重复频率可达４００Ｈｚ。     

侧面抽运Nd:YAG连续激光器

介绍了一种二极管侧面抽运的Nd:YAG连续激光器,获得了37.9W的连续1064um的激光输出,光-光转换效率为23.7％。用光线追迹法对实验中的具体参数进行了数值模拟,指出了实验中的不足之处,对侧面抽运结构的设计作了分析讨论。     

大功率半导体激光侧面泵浦Nd：YAG板条激光器

用准连续６０Ｗ半导体激光侧面泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ板条激光器，获得单脉冲能量３．５ｍＪ的激光输出，脉冲重复频率１～１００Ｈｚ，能量输出起伏小于±１％，光－光效率为１５％，斜效率为２９％。实现了声光调Ｑ、电光调Ｑ、ＢＤＮ染料和ＬｉＦ色心晶体被动调Ｑ的激光输出，最大峰值功率超过１００ｋＷ。     

1.5kW激光二极管抽运Nd∶YAG薄片激光器

报道了一台输出功率超过1.5kW的激光二极管抽运Nd∶YAG双薄片激光器。设计了四通光学耦合系统,通过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。薄片激光介质镀完介质膜后镀Ti,Pt,Au实现金属化,再采用铟焊工艺焊接在铜微通道冷却器上,以提高散热效率和冷却的均匀性。采用两片直径40mm,厚度1.3mm的Nd∶YAG薄片激光介质,在两个二极管激光器阵列抽运下,当每个薄片上的抽运峰值功率为17.7kW,占空比10%时,获得了平均功率1.52kW的准连续激光输出,光-光转换效率达到43%,电-光转换效率超过20%。     

二极管抽运200Hz TEM00模Q开关Nd:YAG激光器

用三只QCW-600W激光二极管侧面抽运Nd:YAG激光器,在重复频率为200Hz,单脉冲注入能量为270mJ条件下,实现了29.7mJ,TEM00模调Q激光输出,M2=1.12,脉宽6.4ns,光-光转换效率11%,斜效率16.5%,输出能量不稳定度1.14%.通过KTP晶体腔外倍频,获得了单脉冲能量16.8mJ,脉宽5.6ns的绿光输出,倍频效率56.6%.     

LD列阵泵浦的Nd:YAG和Nd:GdVO4连续激光器

介绍了一种二极管侧面泵浦激光头的新结构，用Nd：YAG晶体作为工作物质，将此结构下激光头的输入输出性能与传统结构下的输入输出性能进行了比较。此外利用这种新结构，对一种新型晶体Nd：GdVO4进行了实验，获得了连续1064nm的激光输出42．6W，最大光光效率为23.7％。     

半导体激光侧面泵浦主动锁模Nd：YAG激光器

报道了用调制频率为４８ＭＨｚ的调幅锁模调制器实现准连续６０Ｗ半导体激光侧面泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的锁模，初模脉冲宽度为１２０ｐｓ。实验中观察到自锁模现象，并对此作了分析。     

LD侧面抽运Nd:YAG/KTP连续波1.8 W 659.5 nm激光器

报道了用Ⅱ类相位匹配KTP(相位匹配角选为θ＝59.8°,Φ＝0°)对NdYAG腔内倍频,产生高功率连续659.5 nm红光激光的实验结果.采用808 nm最大输出功率为600 W的国产大功率LD侧面泵浦组件,采用镜片镀选择性膜的方法使NdYAG工作在1 319 nm单一波长.为获得高功率的倍频红光设计了Z型折叠腔腔型,并将KTP的冷却温度降低到7 ℃的较低温度以补偿KTP的热效应,最终在抽运功率317 W时获得1.8 W的连续波659.5 nm红光激光输出.     

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。