双控声光调Q全固态红外激光器

研制出双控声光调Q全固态红外激光器。应用专门研制的双控驱动器,代替普通声光调Q全固态红外激光器中独立的激光二极管(LD)驱动器和声光Q开关驱动器。在双控驱动器中,抽运源激光二极管和Q开关都工作在与输出激光脉冲相同重复频率的间断工作状态。在每一个周期中,激光二极管在输出激光脉冲前的某一时刻打开,在输出脉冲后的适当时刻关断。声光Q开关在激光二极管打开前的某一时刻开始工作,在激光二极管关闭后的某一时刻停止工作。与普通声光调Q全固态激光器相比,在输出激光脉冲重复频率相同的情况下,双控驱动全固态红外激光器能耗减少50%以上,主要部件温升减少10℃以上,达到热稳定的时间减少到23%,用1 W的激光二极管抽运,得到了脉宽16.8 ns,峰值功率4 kW的无寄生脉冲的激光输出。     

提高声光调Q光纤激光器输出功率的关键因素分析

声光调Q光纤激光器具有所需驱动调制电压很低,容易实现对连续激光调Q获得高重复频率脉冲输出的特点。介绍了声光调Q光纤激光器的原理,并对影响它性能的几个重要因素如自发辐射的放大、泵浦功率和速率、光纤的选择、声光Q开关的重复频率等主要因素做理论分析,提出了优化这些因素的方法。     

提高声光调Q光纤激光器输出功率的关键因素分析

声光调Q光纤激光器具有所需驱动调制电压很低，容易实现对连续激光调Q获得高重复频率脉冲输出的特点。介绍丁声光调Q光纤激光器的原理，并对影响它性能的几个重要因素如自发辐射的放大、泵浦功率和速率、光纤的选择、声光Q开关的重复频率等主要因素做理论分析，提出了优化这些因素的方法。     

光反馈双路自动控制声光调Q驱动器

提出了新型的光反馈双路自动控制声光调Q驱动器方案.它能够同步控制声光Q开关和LD抽运源的运转,实现根据测出的上一次Q开关打开至光脉冲产生间隔自动控制下一次调Q持续时间的功能,并具有10 W以上的功率输出和15 ns(1个射频驱动振荡周期)内的声光Q开关响应时间的优良性能.可以在保持光脉冲性能、节省能源、高热稳定性的前提下,提升声光调Q全固态激光器在各种环境下的稳定性和易调节性.     

光纤声光调制器的高频驱动器

光纤声光调制器驱动器作为光纤激光器的重要组成部分,其性能参数对激光品质具有重要影响。该文设计了高频、高功率驱动器方案。该方案通过20²00kHz脉冲信号控制模拟开关实现脉冲信号和150 MHz载波信号的二进制幅度键控(2ASK)调制,调制信号经功率放大器放大,进行阻抗匹配后输出到声光调制器,驱动声光调制器工作。驱动信号的频率为20200kHz脉冲信号控制模拟开关实现脉冲信号和150 MHz载波信号的二进制幅度键控(2ASK)调制,调制信号经功率放大器放大,进行阻抗匹配后输出到声光调制器,驱动声光调制器工作。驱动信号的频率为20²00kHz,功率为3 W。     

100 Hz LiNbO3声光调Q 2.79μm激光器的脉冲输出特性

对闪光灯泵浦的2.79μm Er,Cr∶YSGG激光器在高重复频率下的声光调Q输出特性进行了研究。当射频驱动功率为30 W时,LiNbO₃声光开关实现了最大的衍射效率和稳定的调Q特性。当重复频率为100 Hz时,实验研究了不同反射率下LiNbO₃声光调Q Er,Cr∶YSGG激光器的输出特性,采用平凸谐振腔补偿增益介质中的热透镜效应,明显改善了Er,Cr∶YSGG激光器的调Q输出性能,在平凸腔中能够得到最大的脉冲能量和最短的脉冲宽度。与平平腔相比,平凸腔将激光器的输出能量提高了1.5倍。当重复频率为100 Hz时,激光系统输出的脉冲能量的最大值为4.36 mJ,脉冲宽度的最小值为76.8 ns。     

声光Q开关波导CO2激光器

用Ge单晶作为声光介质首次研制出声光Q开关波导CO2激光器,Q开关激光脉冲重复频率从0Hz到200kHz任意可调。文中对这种Q开关激光器的性能作了介绍。     

声光调Q全固态绿激光器中的双控驱动电路

研制出新型双控声光驱动器,能够同步控制声光Q开关和LD抽运源的工作时间,并具有10W以上的输出功率及15ns(1个声光驱动射频周期)内的调Q开关时间.应用该驱动器的全固态调Q绿光激光器的能耗减少50%以上,温升减少10℃以上,热稳定时间减少到22%,用1W的LD抽运,得到了脉宽14.5ns、峰值功率lkW的无寄生脉冲绿激光输出.     

一种声光调Q窄脉宽小体积激光器

为了构建一种声光调Q的窄脉宽小型Nd:YVO₄激光器,从主动调Q速率方程出发,分析了抽运速率、重复频率、输出镜透过率对脉宽的影响。该激光器采用简单的平平腔设计,LD端面抽运高增益的Nd:YVO₄激光晶体,在谐振腔内插入一个微型的声光调Q开关,作用长度约为7mm,谐振腔腔长13mm,输出镜的透过率为70%。结果表明,在抽运功率为4.21W、重复频率20kHz时,获得了单脉冲能量20μJ、脉冲宽度1.65ns、峰值功率为12kW的1064nm激光输出。此结果说明,用微型声光调Q开关来构建短腔获得窄脉宽输出是一种切实可行的方案,且该器件还可以作为大功率激光器的种子源。     

声光调Q光纤激光器的窄脉冲输出

控制调Q器件声光开关的开门时间,在低的抽运功率(瓦级)下,成功实现了1～50 kHz几十纳秒脉冲的激光输出.在重复频率50 kHz下,获得了20μJ,35 ns左右的脉冲输出,脉冲稳定性优于90%,光束质量为2.0左右.     

传导冷却型声光Q开关

介绍了一种用于钒酸钇激光器的传导冷却型声光Q开关的设计、制作及应用.文章首次提出用调Q效率来表征声光Q开关释放激光的能力,给出了调Q效率的定义,并分析了影响调Q效率的因素.这种声光Q开关采用石英晶体作声光互作用介质,通光方向的长度仅为33.8 mm,在驱动功率12 W时线偏振光衍射效率达88％.用于端面泵浦的钒酸钇激光器中,关断了1.064 μm激光功率15W,在脉冲频率25 kHz时,调Q得到的脉冲宽度为8 ns,峰值功率45 kW.     

激光二极管抽运声光调Q高重复频率532 nm激光器

实现了重复频率高达105kHz的紧凑的全固态声光(A-O)调Q532nm腔内倍频激光器。激光器使用Nd：YVO4作为激光晶体，Ⅱ类匹配的KTP为倍频晶体，声光器件材料为熔融石英，由自制的声光驱动器驱动，其最大射频输出功率为7．5W，重复频率1Hz～105kHz可调。使用1W的激光二极管(LD)抽运，50kHz重复频率下，得到平均功率达224mW的532nm脉冲激光稳定平均输出，总光-光转换效率高达22．4％。低重复频率下，可以实现脉宽为17．2ns，峰值功率为470W，单脉冲能量为8．1μJ的稳定运转。给出了平均功率与重复频率关系的一般公式，并提出即使是在四能级系统中，有效储能时间也并不等于上能级寿命，理论计算结果与实验结果吻合得很好。     

声光Q开关的漏光特性与射频功率关系的研究

为了研究LD抽运的Nd:YVO4的声光Q开关的射频功率对衍射效率、漏光功率与门信号开启后激光输出脉冲序列的时间特性的影响,通过调节施加在Q开关上的射频功率,取得了漏光与激光脉冲上升时间随之变化的趋势并加以分析.结果表明,在射频功率增大到4.4 W时,漏光完全消失;在射频功率位于2W～3 W之间时,漏光功率在500mW以...     

声光调Q CO2激光器的实验研究

为满足13.5 nm极紫外光刻(EUVL)等领域的应用需求,研制了高重复频率、高稳定性的声光调Q CO2激光器。首先,对声光Q开关的工作原理进行了分析,并实验研究了调制信号电压与衍射效率的关系。接着,研究了调制信号占空比对脉冲波形的影响,通过选择适当的占空比消去了脉冲拖尾。然后,对不同重复频率下的脉冲宽度、功率和脉冲幅值稳定性进行了测量和分析。最后,对激光器的光束指向稳定性进行了测量。实验结果表明:该激光器实现了重复频率1~100 kHz连续可调的脉冲输出,在重复频率1 kHz时,获得最小脉冲宽度252 ns和最大峰值功率7 579 W的激光脉冲输出。通过设计以殷钢管为主体的支撑架,使得激光器的脉冲幅值不稳定性小于3%,光束指向稳定性为46.6 rad。该声光调Q CO2激光器可作为高性能种子源在EUVL等领域中得到应用。     

单端光纤耦合的声光调Q全光纤化光纤激光器

实现了一种单端光纤耦合的高重复频率、窄脉冲、窄线宽及高效率的主动声光调Q全光纤脉冲光纤激光器。该光纤激光器基于光纤光栅与平面镜组合而成的线性法布里-珀罗(F-P)腔结构,采用激光二极管与(2+1)×1抽运耦合器形成后向抽运,并利用单端光纤耦合声光调制器(AOM)实现了全光纤化结构的脉冲掺镱双包层光纤激光器。调Q声光开关工作在一级方向,反向输出调Q脉冲,重复频率20～100kHz可调。在重复频率50kHz、抽运功率5.7W下系统获得了输出激光功率2.64W、单脉冲能量528μJ、脉宽56ns、峰值功率943W的稳定的高效率、窄线宽的窄脉冲,中心波长在1080nm左右,线宽为0.06nm,光-光转换效率高达46%。     

受激布里渊散射主被动混合调Q光纤激光器

基于瑞利散射和受激布里渊散射(RS-SBS)的被动调Q掺铒光纤(EDF)激光器的输出脉冲序列具有重复频率低、脉宽窄、功率高的特点,适合光时域反射(OTDR)系统对脉冲光源的基本要求,但是输出的脉冲序列不够稳定。提出在被动调Q激光腔中插入声光调制器(AOM)构成主被动混合调Q激光器。实验结果证明,这种混合调Q的方法既保持了声光调制器主动调Q激光器输出脉冲序列重复频率低而且稳定的特点,又发挥了瑞利散射和受激布里渊散射被动调Q机制动态速度快、输出脉冲宽度窄的优势。在120~200 mW的抽运功率条件下,得到的脉冲序列重复频率从30 Hz~90 kHz连续可调,脉冲宽度最小可达20 ns,峰值功率最高可达200 W,脉冲重复频率稳定度优于5%,脉冲幅度起伏不大于10%。脉冲峰值功率和脉冲宽度受抽运功率的影响不大,但随着调制频率增加,脉冲峰值功率降低而脉冲宽度加宽。     

2μm声光Q开关

介绍了一种用于固体激光器调Q的2μm声光Q开关。首次使用"失配率"来表征声光器件的阻抗失配程度,并采用LC匹配网络使阻抗失配率从0.82降低到0,衍射损耗提高了1倍。该文还提出了通过减小声光介质的厚度来提高散热速率和产品可靠性的设计方案。该声光Q开关采用石英晶体作为声光互作用介质,通光方向长度45mm,有效光孔径φ3mm,在驱动功率80W时对2μm线偏光衍射损耗达到了88%。该器件用于Ho∶YA激光器中,在重复频率10kHz时,获得的单脉冲能量1.6mJ,脉冲宽度20ns。     

小型化高重频窄脉冲声光Q开关DPL

介绍了小型化高重频声光Q开关DPL研制过程中的一些实验进展和相关产品样机。实验中,通过参数的优化选择,在激光二极管的泵浦峰值功率5 W,重复频率2 500 Hz下得到脉冲能量为81.5 μJ,脉冲宽度约为7.4 ns的激光输出,此时激光器的峰值功率为11 kW,光光转换效率14%,光束质量因子M2约为2.1。     

二极管泵浦的声光Q开关高重频Nd:YAG激光器研究

采用光纤耦合输出的连续激光二极管端面泵浦声光Q开关Nd:YAG激光器，在重复频率1kHz时，获得最窄脉宽5.5ns，最大峰值功率76kW；在重复频率20kHz时，最大平均功率4W（脉宽16ns），斜效率达33.4％。并对实验结果进行了讨论。     

二维声光调Q开关近场衍射效率分布

通过一维声光调Q开关晶体内的声压分布,得到一维声光Q开关晶体内部衍射效率的空间分布。再通过计算一维Q开关衍射效率的空间分布,得到二维声光调Q开关晶体中超声场的空间分布,进而得到晶体中衍射效率的空间分布。研究发现在相同驱动功率下,二维声光调Q相比一维声光调Q,在关断损耗上有较大提高,二维声光调Q衍射效率极大位置在z=2 mm平面处。