Ce4+:KTP晶体倍频效应的研究

采用等离子体发射光谱法测定了在掺入Ce^4 不同浓度条件下所生长的Ce^4 ：KTP晶体中的Ce^4含量，并计算出Ce^4 在相应晶体生长体系中的分配系数；采用激光粉末倍频法对晶体进行了倍频效应测试，并将所得数据与纯KTP晶体做了比较，发现在给定的掺质浓度范围内，晶体的倍频效应均有所增强，且倍频效应晶体中掺质含量的增大而先增强，后减弱，文中对这种现象进行了讨论。     

双掺质对KTP晶体晶胞参数及倍频效应的影响

采用X－射线单晶衍射仪、ICP和激光粉末倍频法,对Nb^5 :Nd^3 :KTP,Nb^5 :Tm^3 ,KTP,Nb^5 :Yb^3 :KTP等三种不同双掺质的KTP晶体的晶胞参数、掺质含量及分配系数和粉末倍频效应进行了测试,并与纯KTP晶体作了比较,讨论了不同双掺质对KTP晶体晶胞参数及倍频效应的影响。     

Ce:KTP晶体的生长及其相干和频蓝光的产生

采用熔盐法生长了光学质量的 Ce:KTP晶体。透过曲线表明 ,Ce:KTP在紫外截止波段附近的吸收比普通 KTP低约 10 %。采用 KTP晶体的倍频以及 Ce:KTP和频的组合 ,利用 Nd:YAG激光器的 1.32μm单一输出线束作抽运 ,实现了 0 .4 4μm相干蓝光的有效发生 ,其总效率约为2 .5%。     

倍频掺Yb光纤激光器研究

采用KTP晶体对掺Yb3+脉冲光纤激光器输出的1064 nm脉冲激光进行腔外倍频,当红外平均输入功率为10 W,重复频率为20kHz,脉冲宽度为169+4 ns时,获得了532 nm,平均功率为1780 mW,脉冲宽度为121+4 ns的绿光输出,倍频转换效率为17.8%.     

双磷酸氧钛钾晶体倍频特性的实验研究

为了研究双块磷酸氧钛钾(KTiOPO4,KTP)晶体串接倍频对于提高绿光倍频激光器的转换效率的作用,采用长度分别为6mm,8mm和15mm的3块KTP晶体两两串接组合进行了实验验证,绘制了单块晶体倍频和双块晶体串接倍频时的转换效率曲线,并对其进行了比较分析。结果表明,基频光功率密度从520MW/cm2到750MW/cm2时,双块KTP晶体正交串接倍频不仅比双块KTP晶体平行串接倍频的转换效率高近10%,而且比长度是两块晶体之和的单块长KTP晶体的倍频转换效率高近30%。这一实验结果对于提高绿光倍频激光器的转换效率有一定的意义。     

高功率激光装置中的三倍频Nd:YLF模拟激光系统

基于高功率激光装置 --"神光Ⅱ"中的三倍频模拟激光光源的需要,提出并研制了一套Nd:YLF调Q三倍频激光作为模拟光源,采用氙灯抽运,Cr4+:YAG被动调Q,KTP晶体与BBO晶体的组合三倍频,得到了Nd:YLF晶体的1.053 μm波段的三倍频0.3510 μm波长激光,满足了系统的需求.     

高功率激光装置中的三倍频Nd∶YLF模拟激光系统

基于高功率激光装置———“神光Ⅱ”中的三倍频模拟激光光源的需要 ,提出并研制了一套Nd∶YLF调 Q 三倍频激光作为模拟光源 ,采用氙灯抽运 ,Cr4+∶YAG被动调Q ,KTP晶体与BBO晶体的组合三倍频 ,得到了Nd∶YLF晶体的 1 0 5 3μm波段的三倍频 0 35 10 μm波长激光 ,满足了系统的需求。     

绿光输出达85W的全固态绿光激光器谐振腔研究

报道了对平均功率达85 W的高功率、高稳定性全固态绿光激光器谐振腔特性的研究,将高平均功率运转条件下的KTP倍频晶体的热透镜效应等效为一个薄透镜,利用ABCD传输矩阵,通过图解方法定性地讨论了KTP晶体的热透镜效应对谐振腔的稳定性和腔内激光模式的巨大影响,理论分析表明适当大小的倍频晶体热透镜焦距不但可以有效地补偿Nd:YAG棒的热透镜效应,而且对增大激光介质中的模体积和在倍频晶体处提高功率密度都有积极作用.实验中采用了80个20 W的高功率半导体激光器侧面抽运的单Nd:YAG棒、两个声光Q开关、高效平-凹谐振腔结构、对大尺寸KTP晶体进行角度偏离法补偿相位失配等技术,并通过对KTP晶体采取适当的冷却方式,最终实现了高功率内腔倍频激光器的高稳定性运转;在抽运功率约为1080 W时,实现了重复频率为20.4kHz,脉冲宽度230 ns,输出功率达85 W的高功率、高重复频率绿光(532 nm)输出,不稳定性仅为士1.03%.     

级联晶体倍频器件温度适应性扩展研究

级联晶体能有效扩展倍频器件的温度适用范围。在考虑空气色散的基础上推导出了级联晶体倍频过程中的能量转换效率公式。根据该公式,通过仿真计算出了级联两KTiOPO_4晶体倍频1064nm激光时转换效率随温度变化的特性,并进行了实验验证。实验结果表明:级联晶体中倍频光能量随晶体间距呈余弦分布,空气色散引起的相位失配量为2π的整数倍时,级联晶体的倍频温度特性最佳,最大转换效率可达47.9%,比单个KTP晶体倍频时的最高效率高12.9%,温度半宽度可达78℃,是单个KTP晶体倍频温度半宽度的两倍。提出的理论分析能合理解释级联晶体倍频过程中的实验现象,有助于提高倍频激光的温度稳定性。     

KTNNP晶体的倍频效应研究

采用激光粉末倍频法,对掺入相同浓度Ｎｂ＾５＋离子（１％）和不同浓度Ｎｄ＾３＋离子的ＫＴＰ－Ｋ６体系中生长的ＫＴＮＮＰ晶体进行了倍频效应测试。结果发现,ＫＴＮＰ晶体的倍频效应较ＫＴＰ晶体增强了４％～５％。     

高纯KTP和掺杂KTP的倍频性能

本文对山东大学晶体所生长的高纯KTP和掺杂As.Rb元素的KTP晶体的倍频性能进行了测试比较,其倍频性能都比一般KTP要好.最大倍频转损效率可达70%,并对其原因进行分析.实验所用晶体长度约6mm.对高纯KTP,测其透过率曲线表明在0.53μ处透过特性明显比一般KTP要好,即吸收系数小.测量最佳匹配方向为θ=90°,φ=22.5°,比一般KTP最佳匹配角φ=23.5°小,有效非线性系数稍有增加,所以转换效率高于一般KTP,且由于吸收小,抗光损伤阈值提高. 晶体掺杂As,Rb元素后,As,Rb原子分别取代了KTP中的K,P原子.晶胞体积     

LD抽运Nd:YAG/KTP腔内倍频16W连续波绿光激光器

为了得到一台大功率连续波绿光激光器,采用9个20W的高功率半导体激光器侧面抽运Nd:YAG棒,倍频晶体选用Ⅱ类相位匹配的KTP晶体,设计了三镜折叠腔结构,使得放置倍频晶体位置处基频光的光腰稍大,从而尽量避免KTP晶体的"灰线效应",通过调节角度的办法来补偿倍频晶体热效应导致的相位失配,得到在抽运电流为19.5A时,连续波绿光输出可达16W,倍频转换效率为40%的结果。实验结果表明,Nd:YAG/KTP是产生大功率连续绿光的较佳组合。     

LD泵浦Nd:YVO4水热法KTP腔内倍频绿光的研究

首次报道了分别使用水热法的KTP对Nd:YVO4晶体倍频绿光的对比研究.通过分析和计算水热法KTP倍频效率与温度的关系可知,在实验中,当抽运功率为6.11 W时,水热法KTP倍频的Nd:YVO4激光器输出绿光功率为0.927 W,光-光转换效率为15.2%,并分析了转换效率不同以及偏低的原因.从实验结果中,得到水热法KTP晶体的一些性能,为以后的研究提供一些参考.     

皮秒激光中KTP晶体灰迹对二次谐波转换效率的影响

高功率激光在KTP晶体中引起的“灰迹”(gray -tracking)现象 ,影响了二次谐波转换效率的进一步提高。本文利用凸 -ARR非稳腔产生的皮秒光脉冲比较和研究了KTP和BBO晶体的倍频转换效率 ,分析KTP灰迹形成对转换效率的影响。腔外倍频实验中 ,分别获得 43 .8%和 3 2 %的转变效率 ;当采用腔内倍频方式 ,其转换效率分别为 5 3 .4%和 70 %。结果指出 :在较低的激光功率下 (小于KTP灰迹产生阈值 )KTP的转换效率高于BBO晶体 ;而在高功率密度情况下 ,由于KTP灰迹的产生 ,使它的倍频转换效率低于BBO晶体。     

全固态激光器方形倍频晶体KTP温度场的研究

KTP晶体腔内倍频时具有的非均匀温升,对于LD抽运的全固态绿光激光器的性能有着较大的影响。为了提高激光器的性能,需对倍频晶体KTP内部温度场分布进行研究。通过对Nd:YVO4/KTP激光器中KTP晶体工作特点的分析,建立了符合实际的热分析物理模型,并利用解析热分析方法得出了方形晶体KTP的温度场分布的一般通解表达式。由于研究依据的方形晶体热模型较好地符合了激光器的实际情况,因此结论也就更为合理。研究结果表明,依据方形热模型计算KTP晶体得到的最大温升比圆柱形热模型得到的最大温升要略高一些。为研究由于温升导致的位相失配提供了必要的理论基础,对提高Nd:YVO4/KTP绿光激光器的性能具有指导意义。     

光纤激光器对KTP倍频晶体的损伤研究

利用主振荡功率放大(MOPA)结构的光纤激光器倍频KTP晶体,通过移动晶体改变入射激光功率密度的方法研究了KTP倍频晶体的损伤特点.实验显示在重复频率为20kHz的光纤激光器作用下KTP晶体损伤阈值在24 MW/cm 2左右,并观察到损伤晶体都在出光面处被击裂;从光纤激光器的线宽、重复频率等方面对实验结果作了分析,对绿光在KTP晶体损伤中的作用作了阐述;最后给出了提高晶体激光损伤阈值的方法.     

常温条件下KTP晶体应用于1319nm激光三倍频相位匹配角的测量

针对常温工作条件下利用磷酸氧钛钾(KTP)晶体对钇铝石榴石(Nd…YAG)晶体1319nm激光三倍频产生440nm蓝色激光的实验,对三倍频KTP晶体的相位匹配角进行了理论计算和实验研究。通过多组色散方程得到KTP晶体的相位匹配角,并计算出相应的有效非线性系数。选取一组结果(θ=84.6°,φ=0°)对KTP晶体切割,利用一台1319nm激光器,将晶体放入腔中,采用旋转晶体偏角和调节温度的方法寻找出三倍频KTP晶体最佳匹配角度(θ=85.04°,φ=0°)。该晶体经过重新切割,440nm蓝色激光输出的光束强度有了明显的提高,最佳工作温度为18℃。     

共掺Ce对Nd,Eu:ZnWO4激光晶体的敏化作用

为了研究共掺Ce对Nd,Eu∶ZnWO4激光晶体的敏化作用,采用提拉法生长了无宏观缺陷的一系列Nd∶ZnWO4,Ce∶ZnWO4,Eu∶ZnWO4,Ce∶Nd∶ZnWO4和Ce∶Eu∶ZnWO4晶体,并进行了X射线衍射(XRD)、吸收光谱和荧光光谱的测试.测试结果表明,在ZnWO4晶体中Ce3 离子在324 nm附近有很强的吸收,可以有效地吸收抽运能量;Ce3 离子与Nd3 离子和Eu3 离子间存在明显的能量转移,使Nd3 离子在474 nm,572 nm的上转换荧光以及Eu3 离子在613 nm处的荧光强度明显增强,并提出了敏化机制和能量转移过程.结果说明,共掺Ce对Nd,Eu∶ZnWO4激光晶体有较好的敏化作用,有助于提高激光晶体的发光强度.     

红光固体激光实验设备的设计

目前市场上的激光倍频技术相关教学实验设备均以倍频输出绿光为主。本文介绍了一种腔内倍频红光固体激光实验装置的设计方法。采用平凹腔,通过808nm红外光端面泵浦掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)激光晶体输出1342nm的红外激光,再通过腔内倍频表面镀1342nm和671nm增透膜的磷酸氧钛钾(KTP)倍频晶体,得到671nm的红光激光。     

基于楔形Nd:YVO_4/KTP双折射滤波的单频绿光激光器

通过研究双折射晶体Nd:YVO_4的偏振特性,利用楔角为10°的Nd:YVO_4激光晶体和倍频晶体KTP(磷酸钛氧钾)在绿光激光器中构造了一个新型双折射滤波器。理论分析了KTP晶体的长度、基频光在KTP中的入射角度和KTP的温度对双折射滤波器选频的影响。实验中使用长度为4.4,5,7 mm的KTP,采用V型腔结构,最后分别获得了90,120,104 mW的单频绿光。实验结果表明,由楔形Nd:YVO_4和KTP构成的双折射滤波器成功实现了激光单纵模运转,且方法简单易行。当KTP晶体长度为5 mm时,测得楔形Nd:YVO_4/KTP激光器的单纵模运转温度范围约为5℃。