基于磁光效应的双路偏振输出激光器

基于TSAG磁光晶体的法拉第效应和Nd∶YVO4晶体的偏振特性,本文研究了一种双路输出的激光器,其激光输出呈线性偏振。未加磁场时,激光器单路偏振输出。当加上磁场后,激光器则成双路偏振输出,且输出偏振角度和功率随磁场强度而变化。随着磁场强度的不断增大,一路光的输出功率不断减小,而另一路的输出功率则不断增大。双路偏振输出激光器可以应用于位移测量、区域环境监测和双光梳测距技术等领域。     

一种基于Cr4+:YAG晶体的紧凑高效被动调Q脉冲激光器

研究并设计了一种基于Nd:YVO4晶体的紧凑高效全固态1064nm激光器。在连续波运转状态下,当泵浦功率为7.8W时,激光器最大输出功率为2.49W,相应的光-光转化效率为31.92%,斜率效率为35.77%。在此基础上,利用尺寸为Cr4+:YAG晶体作为被动调Q元件,实现了1064nm稳定调Q脉冲运转。当激光器谐振腔优化为9 cm、泵浦功率为7.8W时,实验获得了2.13 W的调Q脉冲输出,相应的光-光转换效率为27.31%,重复频率为357.1KHz,脉冲宽度为75ns。     

LD泵浦的1.34 μm Nd:YVO4晶体高效率激光器

报道了光纤耦合输出大功率LD模块泵浦的1.34 μm Nd:YVO4晶体高效率激光器,在泵浦功率为6.6 W时,激光输出达2.27 W,光-光转换效率为34.4%,斜效率达45%.利用KTP晶体进行腔内倍频,得到70 mW的0.67 μm激光输出.     

钛宝石激光泵浦的1.06μm和1.34μm高效连续掺钕氟钒酸锶激光器

利用钛宝石激光作为泵浦源,实现了掺钕氟钡酸锶（ＮｄＳＶＡＰ）晶体在１．０６μｍ和１．３４μｍ的高效连续激光运转。在１．０６μｍ和１．３４μｍ处得到的最低泵浦阈值分别为２ｍＷ和２．４ｍＷ,最高斜效率分别为４９．４％和３７．４％,最大输出功率分别为３３６ｍＷ和１６５ｍＷ。     

LD抽运Nd:YVO4/LBO 543 nm全固态激光器

报道了一种能获得543 nm激光连续输出的LD抽运全固态激光器,通过对谐振腔膜系的设计以及倍频品体的合理选掸和放置,采用长度为10 mm的Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体进行腔内倍频,用功率为2 W的LD抽运掺杂原子数分数为0.8%的Nd:YVO4晶体,采用简单直腔结构,获得了543 nm激光输出.在1.9 W的抽运功率下,最大输出功率为105 mW.光一光转换效率高达5.53%,输出功率在3 h内长期稳定性优于3%.     

输出功率为21.5W的单端抽运Nd:YVO4/LBO单频激光器

采用中心波长为888nm的激光二极管作为抽运源,减轻了Nd:YVO4晶体中的热效应。通过合理的谐振腔设计,扩大激光晶体处的基模尺寸和振荡光在凹面腔镜处的入射角,减轻了激光晶体内部的热效应和谐振腔像散,提高了激光器的输出功率。采用四镜环形腔选模的办法,获得稳定的高功率单频激光输出。在吸收的抽运功率为67.5W时,实现了最高功率为21.5W的532nm单频激光输出,其8h功率稳定性优于±1%,光束质量M2<1.1,光-光转换效率为31.9%。     

端面抽运高功率连续单频1064 nm Nd:YVO4环行腔激光器

采用808 nm光纤耦合输出激光二极管(FCLD)单端端面抽运Nd∶YVO4晶体,采用四镜折叠环行腔,在腔内插入法拉第旋光器和半波片实现激光的单向运转以抑制空间烧孔效应,并在腔内加入标准具,最终实现连续单频1064 nm激光输出.在24.6 W抽运功率时,最高输出功率达到9 W,光-光转换效率为36.6%,M2因子约为1.14,频率漂移约200 MHz.     

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。     

LD泵浦Nd:YVO4全固态RTP Ⅱ类匹配543 nm激光器

报道了LD泵浦Nd:YVO4晶体连续输出的全固态腔内倍频543 nm激光器.采用三镜折叠腔结构,用功率为20 W的LD抽运掺杂浓度为0.2%的Nd:YVO4晶体,产生1 085 nm腔内振荡基频波,其谱线在Nd:YVO4晶体内的对应能级跃迁为4F3/2-4I11/2.采用长度为10mm的Ⅱ类临界相位匹配RTP晶体进行腔内倍频,获得了543 nm激光输出.在20 W的抽运功率下,最大输出功率为2.13 W,光束质量因子M2=1.22,光一光转换效率达到了10.65%,输出功率在30 min内稳定度优于3%.实验结果表明:采用Nd:YVO4激光晶体进行腔内倍频是获得该543 nm波长激光的高效方法.     

LD泵浦Nd:YVO4/KTP激光器晶体长度对输出的影响

利用四能级激光系统的速率方程,对激光二极管(LD)纵向泵浦Nd:YVO4/KTP腔内倍频绿光激光器激活介质和倍频晶体的长度对输出激光功率的影响进行了理论计算,给出了参数优化结果,分析了它的工作特性,得到与理论计算符合较好的实验结果.     

77 GHz soliton modelocked Nd:YVO4 laser

An Nd:YVO₄ laser which was passively modelocked at the very high repetition rate of ~77 GHz, using a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM), is demonstrated. The soliton-like pulses are well separated in time and their duration is 2.7 ps. The required negative dispersion is introduced by a GTI-like structure, which is formed by the gain medium and the SESAM     

Efficient high-power diode-end-pumped TEM00 Nd:YVO4 laser

We demonstrate a compact and efficient diode-end-pumped TEM₀₀ laser with output power of 25.2 W for 52 W of incident pump power by use of a single YVO₄ crystal with a Nd concentration of 0.3 at.%. In Q-switched operation 21-W of average power at a pulse repetition rate of 100 kHz and ~1.1-mT pulse energy at a pulse repetition rate of 10 kHz were produced. At 10 kHz, the pulse width is around 10 ns and the peak power is higher than 100 kW     

Heat generation in Nd:YVO4 with and without laser action

We present quantitative interferometric measurements of thermal lensing in a diode-pumped Nd:YVO₄ crystal with and without laser action. The thermal loading increased by two times when laser action was inhibited. The thermal loading was strongly dependent on upper laser-level loss mechanisms (e.g. nonradiative decay, quenching, and Auger recombination)     

25kHz、约2ns声光调Q Nd:YVO4激光器研究

为了获得高重频窄脉冲高光束质量激光输出,采用LD抽运Nd:YVO₄晶体声光调Q方案,进行了相关理论分析和实验验证,振荡级获得了重频25kHz、单脉冲能量22.4μJ、脉冲宽度2.19ns、光束质量因子M2 < 1.2的种子激光,光光转换效率为24.3%;放大级获得了重频25kHz、单脉冲能量585μJ、脉冲宽度2.26ns、光束质量因子M2 < 1.7的激光输出,提取效率为15.6%。结果表明,采用LD抽运Nd:YVO₄晶体声光调Q方案能够获得高重频、窄脉冲、高光束质量激光输出,其实验现象与理论计算结果较为符合。     

激光二极管抽运Nd∶YVO4/YVO4复合晶体激光器

在高功率激光二极管(LD)抽运的情况下,对比分析了Nd∶YVO4/YVO4复合晶体和Nd∶YVO4单一晶体的激光特性。实验证明,复合晶体能够有效地降低晶体内的温度梯度,减小由端面变形带来的热透镜效应,获得比单一晶体高出许多的输出功率。采用Z型折叠腔,研究了Nd∶YVO4/YVO4复合晶体KTP倍频特性,当抽运功率为17W时,获得了6.23W的绿光输出,抽运光到绿光的转换效率高达37%。     

基于Nd∶YVO4/Nd∶YLF组合晶体的双波长激光器研究

设计了基于Nd:YVO₄/Nd:YLF组合晶体的双波长(1047 nm和1064 nm)激光器。理论分析了 组合晶体双波长激 光器的速率方程,实验研究了在固定抽运条件下双波长激光器的温度输出特性。在实验研究 过程中设置抽运功率为600 mW,调节组合晶体热沉温度以1.0 ℃为间隔逐步增加,当热沉温度从 7.0 ℃增加至22.0 ℃时,激光器获得了频差 范围 为4.58 THz～4.63 THz、功率均衡度可调的双 波长信号 输出。在实验温度上升的范围内,频差最大值出现在8.0 ℃时,为 4.63 THz;频差最小值出现在21.0 ℃,为4.58 THz。 实验结果表明,频差随温度的变化稳定在4.60 THz附近。尤其的当 热沉温度处于17.8 ℃时,获得了功率均衡的、频差为4.58 THz的双波长信号输出,此时功 率为18.48 mW。这种超大频差的双波长激光器在提升功率之后可用于 外差拍频获取太赫兹波信号。     

Oxide-confined vertical-cavity surface-emitting laser pumped Nd:YVO4 microchip lasers

In this letter, we demonstrate an experimental study of using a large area oxide-confined vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) to pump a Nd:YVO₄ microchip laser. The maximum output power of 1.2 mW in TEM₀₀ mode is obtained with a pump power of 8.2 mW. Experimental results show that the complex transverse modal behavior of VCSELs in the higher injection current may cause an impediment of power scaling     

波长锁定878.6 nm LD调制泵浦Nd: YVO4自拉曼激光器

报道了一款基于调制共振泵浦技术的Nd:YVO₄自拉曼激光器。针对全固态自拉曼激光器中热效应严重导致的激光器输出功率及光光效率普遍偏低的问题,合理地将共振泵浦技术和调制泵浦技术相结合,实现了激光器的有效热管控,缓解了激光器的热效应,提高了泵浦上限,从而实现了激光器输出功率和光光效率的大幅提高。当泵浦源的调制频率为10 kHz、占空比为40%、平均泵浦功率为30 W、声光Q开关的调制频率为100 kHz时,获得了最大平均功率为8.57 W的1176 nm斯托克斯光输出,相应光光转换效率28.6%。相较于相同泵浦功率的连续泵浦机制下的实验结果,斯托克斯光平均输出功率提高了42%,光光效率提高了8.5%。实验结果表明:共振泵浦和调制泵浦技术相结合的方式可以有效缓解热效应,提高泵浦功率上限,从而提高自拉曼激光器的输出功率和光光效率。     

Phase-noise-driven instability in a single-mode microchip Nd:YVO4 laser with feedback

We report the instability behaviors of a single-mode microchip solid-state laser subjected to external feedback. Two kinds of instabilities, random chaotic burst generations and random sinusoidal burst generations, were observed experimentally in an LD-pumped microchip Nd:YVO₄ single-mode solid-state laser with fiber feedback. These results are totally different form those observed in laser diodes with delay feedback systems, which have been widely studied in the last decades. The main features were reproduced numerically by utilizing the Lang-Kobayashi equations with phase noise, indicating phase-noise-driven dynamic instabilities     

A 3.63 W Nd：YVO4 orange-yellow laser with intracavity sum-frequency mixing

A design of laser-diode array (LDA) end-pumped Nd:YVO4 laser that generates simultaneously wavelengths of 1064 nm and 1342 nm is presented, and by using type-I critical phase matching (CPM) of BiB3O6, 593.5 nm continuous-wave (CW) laser is obtained with intracavity sum-frequency mixing. The maximum laser output power can reach 3.63 W with the pump power of 27.5 W. The optical-to-optical conversion efficiency is up to 13.2%, which is the highest value at 593.5 nm by the intracavity sum-frequency ...