高效率侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷激光器

研究了808nm侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷棒的激光输出特性和热透镜效应,并与相同尺寸、相同掺杂浓度的Nd:YAG晶体进行了对比。当泵浦功率为60W时,陶瓷获得了21.6W的1064nm连续激光输出,光-光转换效率为36%,斜效率达到46.9%,在相同的泵浦条件下,Nd:YAG晶体的输出功率为23.9W,光-光转换效率为39.8%,斜效率为50.3%。实验结果表明,Nd:YAG陶瓷的性能已经接近于Nd:YAG晶体。     

LD端面泵浦Nd:YVO_4高重频紫外激光器

为获得高重频、高增益的355nm紫外激光输出,利用Nd:YVO_4激光晶体、端面泵浦LD和声光Q开关,设计了腔内三倍频V型谐振腔结构,在不同Q开关重复频率下,测试分析了激光功率和脉冲宽度的变化。对激光器参数进行了优化,当LD泵浦电流为9.4A时,355nm紫外激光最高输出平均功率达到了5.38W,脉冲宽度最窄为17.5ns,激光重复频率为30kHz。     

和频黄光激光器研制

研制了全固态连续波555 nm黄光激光器,黄激光由Nd:YAG和Nd:YVO4晶体的946nm和1342 nm谱线非线性和频产生,两条谱线各自晶体对应的能级跃迁分别为4F3/2-4I9/2和4F3/2-4I13/2.实验中采用复合折叠腔结构,利用KTP晶体II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10W时,获得1.1W的TEM00连续波555nm黄激光输出.实验结果表明采用Nd:YAG和Nd:YVO4两种激光晶体进行腔内和频是获得黄激光的有效方法.     

1764nm调Q锁模自拉曼激光器研究

报道一种结构简单紧凑的二阶Stokes自拉曼调Q锁模固体激光器.采用光纤耦合输出的大功率激光二极管,单端泵浦掺Nd原子数分数为0.3%的Nd∶YVO_4晶体,在重复频率为20 k Hz,泵浦功率为22 W时,得到波长为1 764 nm、平均功率为0.215 W、锁模脉宽为12 ps及单脉冲能量为5.44μJ的激光输出,其峰值功率达到453 k W.     

多程激光放大系统的研究

研制一台基于激光主振荡功率放大系统的多程激光放大器。为实现信号光多次通过增益介质进行放大,设计了多程往返光路。系统采用150μs脉宽、重复频率为1kHz的激光二极管(LD)侧面泵浦激光板条,主振荡器输出的激光经过掺杂浓度为1.1at.%、尺寸为60mm×2mm×6mm的Nd:YAG晶体后,进行2次振荡,3次放大。结果表明:当放大器泵浦电流达到102A时,获得最大输出功率为7W、频率为1kHz的1064nm激光输出。     

LD泵浦Nd:YVO4自拉曼1 176 nm激光器

采用激光二极管端面泵浦Nd:YVO4晶体和声光调Q技术,获得1 064 nm脉冲激光.利用激光晶体基质材料YVO4的拉曼频移效应,将1 064 nm激光转变为1 176 nm拉曼激光,获得最大平均输出功率980 mW,相应的光-光转换效率为6.125%,输出最短单脉冲宽度为17.6 ns,最高峰值功率为1.94 kW.     

885nmLD泵浦Nd：CNGG腔内倍频665nm激光器研究

论述了885nmLD端面泵浦Nd：CNGG/Cr4＋：YAG键合晶体、采用被动调Q方式,产生1329nm激光,其对应的能级跃迁为4F3-4I13/2。当泵浦功率为19W时,获得了4.9W的1329nm激光输出,斜效率为36.2%。然后通过非线性晶体LBO进行腔内倍频,得到了822mW的665nm红光输出,光-光转换率为4.7%。     

双程脉冲激光放大器动态输出特性研究

基于双程放大的基本原理,构建了一个双程脉冲激光放大器的实验模型,从脉冲激光双程放大速率方程组出发,建立双程脉冲放大理论模型,研究脉冲在双程放大系统中的传输特性,得到双程脉冲放大系统放大自发辐射能量与泵浦能量之间的关系、放大自发辐射能量与信号光重复频率之间的关系以及增益与输出信号光功率的关系。最后通过计算得到该放大系统模型的品质因数Q。     

Nd3+:KGd(WO4)2晶体生长及激光性能

本文采用泡生法生长出Nd3 :KGd(WO4)2晶体,Nd3 浓度3.2at.%.测试了其吸收光谱及荧光光谱,通过计算获得808nm吸收截面为0.6799×10-20cm2;荧光输出波长为1068nm和1351nm.在激光实验中,当LD泵浦源输出功率为900mW时,获得1064nm、326mW的激光输出,斜效率62.7%,水平和垂直两个方向上光束传输因子M2均小于1.2.经倍频获得532nm的绿光.用Cr:LuAG作为可饱和吸收体进行调Q实验,重复频率为15kHZ时,脉冲宽为170ns.     

ReSe2连续波锁模Nd:YVO4腔内倍频绿光激光器

为了发展新型二维材料在倍频锁模激光器中的应用,本文采用ReSe_2二维材料作为可饱和吸收体锁模元件,研究二极管端面泵浦Nd:YVO_4腔内倍频绿光固体激光器,获得兆赫兹高重频、纳秒窄脉宽的绿光脉冲激光输出。采用紧凑V型腔设计和腔内倍频方案,实现1 064 nm基频光的被动锁模振荡,结合非线性晶体LiB_3O_5和KTiOPO_4完成二次谐波频率变换,产生532 nm倍频激光脉冲。在LiB_3O_5晶体倍频作用下,连续波锁模脉冲绿光输出的重复频率为87.51 MHz,脉冲宽度为3.5 ns,平均功率可达到240 mW。在相同条件下,利用KTiOPO_4晶体倍频作用,最大输出功率可超过470 mW。研究结果为发展高采样率水下激光探测技术提供了可用的绿光脉冲源。     

全固态914nm激光器研究

介绍了Nd:YVO4晶体的结构和光谱特性,同时对Nd:YVO4晶体的热透镜效应和焦距进行了理论研究,并进一步对Nd:YVO4914nm激光器的谐振腔进行了设计.     

Nd:YVO_4/Cr~(4+):YAG被动调Q激光器输出特性的提高

针对提高连续激光二极管抽运Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q激光器输出特性,进行了理论和实验研究。Nd:YVO4相对于Nd:YAG,具有受激辐射截面很大的特点,因此有利于连续运转,但是泵浦功率一定的情况下储能低,不利于被动调Q运转。基于被动调Q速率方程,分析了可饱和吸收体内光束截面积对输出特性的影响,提出了在谐振腔内加入扩束镜的新方法。放在谐振腔中的扩束镜让饱和吸收体内的光子数密度增大,因而可以提高被动调Q激光器输出特性。在Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q激光器试验中用倍率3的扩束镜,将峰值功率提高了一个量级以上,单脉冲能量提高了两倍以上。该方法也可以应用在其他被动调Q激光器中,以便提高激光输出特性。     

利用发散角检验全固体绿光激光器工作物质的粘接质量

以LD泵浦的三明治腔结构的Nd:YVO4全固体绿光激光器为例,从理论上分析了激光光束的发散角与激光晶体端面与光轴垂面的平行度误差之间的关系,并通过实验进行检验,结果表明,利用这种方法可以方便的确定出激光晶体端面与光轴垂面的平行度误差的允许值,定量的对激光工作物质的粘接质量进行检验,极大的提高了激光器批量生产的效率.     

基于级联和频+差频效应的平坦带宽波长转换器

针对改善波长转换器转换特性的问题,研究了周期极化铌酸锂晶体中采用分段准相位匹配光栅结构对基于级联和频+差频效应的波长转换器特性的影响.对于单通和双通构型,增加段数,并优化设计每段的极化周期,可以同时获得高转换效率、大转换带宽和较好的平坦性.在相同条件下,双通构型波长转换器的转换效率和平坦性较好,但转换带宽比单通构型稍差.与采用位移泵浦光的波长提高平坦性的方法相比,利用分段准相位匹配光栅结构能够获得几乎相同的平坦性,但转换效率和转换带宽却比泵浦光波长位移法好.此外,研究了晶体长度对基于分段准相位匹配光栅结构波长转换器特性的影响.     

透过率对Nd∶YVO_4/Cr~(4+)∶YAG激光器被动调Q锁模的影响

文章用实验的方法研究了输出镜透过率和Cr4+∶YAG晶体的初始透过率对Nd:YVO4/Cr4+∶YAG激光器被动调Q锁模的影响,通过对实验结果的分析得到如下结论:输出镜透过率较低时,调Q脉冲宽度增加,调Q脉冲包络中包含的锁模脉冲个数增加,相应的脉冲包络所包含的能量增加。输出的锁模激光的功率减小;当Cr4+∶YAG晶体的初始透过率较高时,调Q锁模脉冲激光的调Q包络宽度变大,调Q脉冲包络中包含的锁模脉冲个数增加。在大功率泵浦时,锁模深度明显加深。     

Nd : YAG 色心调制晶体消除混沌的理论与实验研究

本文在分析半导体浦Ｎｄ：ＹＡＧ激光器和腔内倍频Ｎｄ：ＹＡＧ激光器特点和进行混沌实验研究结果的基础上,提出一种在腔内引入Ｎｄ：ＹＡＧ色心调制晶体消除混沌的方法。给出了相应的实验装置和理论与数值分析,实验上得到了稳定周期输出。理论分析与实验结果的符合表明：腔内引入Ｎｄ：ＹＡＧ色心调制晶体的腔内倍频Ｎｄ：ＴＡＧ激光器能够实现混沌的消除。     

复合周期光子晶体高阶带边模参量放大与压缩

为了在一维光子晶体中有效地实现光学参量过程,光波之间的Bloch位相匹配是一重要因素,而复合结构光子晶体的高阶带边模也可以同时满足位相匹配和频率匹配.利用一维传输矩阵方法,得到了复合周期结构的线性特征,结果表明:高阶带边模也具有很强的局域特性,从而预见高价带边模也能高效地实现参量放大.利用非线性时域有限差分(NFDTD)数值方法,模拟了一维复合周期结构光子晶体的参量放大过程,数值结果表明,在高阶带边模参与的情况下,信号波在放大的同时实现压缩,并且参量放大的阈值降低.由此可见,对于利用复合周期结构光子晶体实现的参量过程,能够有效利用的频率范围增加了.     

透过率对Nd：YVO4／Cr^4＋：YAG激光器被动调Q锁模的影响

文章用实验的方法研究了输出镜透过率和Cr^4＋：YAG晶体的初始透过率对Nd：YVO4／Cr^4＋：YAG激光器被动调Q锁模的影响,通过对实验结果的分析得到如下结论：输出镜透过率较低时,调Q脉冲宽度增加,调Q脉冲包络中包含的锁模脉冲个数增加,相应的脉冲包络所包含的能量增加。输出的锁模激光的功率减小;当Cr^4＋：YAG晶体的初始透过率较高时,调Q锁模脉冲激光的调Q包络宽度变大,调Q脉冲包络中包含的锁模脉冲个数增加。在大功率泵浦时,锁模深度明显加深。