激光二极管抽运的国产Yb:YAG陶瓷激光器

研究了国产Yb：YAG陶瓷的激光输出特性。激光器采用激光二极管（LD）纵向同轴抽运Yb：YAG陶瓷样品，样品的掺杂原子数分数为1％，一端面镀940nm和1030nm双增透膜，另一端面镀1030nm增透膜，激光器在1031nm处获得了近红外激光输出。实验中分别测试了Yb：YAG陶瓷在不同输出透射率（T=4％，8％，10％）条件下的激光输出特性。整个实验过程中，激光器维持基横模运转。当输出透射率为10％，吸收的抽运功率为9W时，激光器获得最大的激光输出功率为1．63W，相应的斜率效率为23．2％。     

达信公司百千瓦陶瓷激光器技术综述

美国达信公司用其特有的ThinZag技术和大尺寸的陶瓷Nd:YAG薄板条作为激光增益介质,六个增益模块串联形成谐振腔单口径实现100 kW的激光输出.介绍了达信公司100 kW陶瓷Nd:YAG板条激光器的一些基本情况以及其独特的冷却及光路结构特征,并分析了该结构所具有的优势.     

高性能透明激光陶瓷及陶瓷激光器的最新应用进展

激光陶瓷的出现,为固体激光材料向高功率、大尺寸、多功能发展提供了全新的途径,从而为激光技术的发展提供了更加灵活广阔的设计空间.介绍了近年来国际国内透明激光陶瓷及陶瓷激光器发展的最新进展,并展望了陶瓷激光器的未来发展价值.高功率陶瓷激光器方面:中科院上海光学精密机械研究所采用超均匀侧面泵浦技术在1 at.%Nd:YAG陶瓷棒中获得输出功率236 W,斜率效率62%的连续激光输出.美国利弗莫尔实验室采用Sm3+包边Nd:YAG复合结构陶瓷热容激光器实现了5 Hz,67 kW激光输出.陶瓷激光器方面,日本World-Labo.Co实验室采用掺杂浓度为15 at.%的Yb:YSAG透明陶瓷,获得脉冲宽度280 fs,平均输出能量为62 mW的锁模脉冲激光输出.陶瓷自调Q脉冲激光器和陶瓷光纤激光器亦有很大进展.陶瓷激光器的开发和应用不仅延伸到传统固体激光器的各个研究领域,并且能够不断突破现有固体激光技术的局限,有望推动未来固体激光工程向更广阔的空间发展.     

输出5 W的电光调Q Nd:YAG陶瓷激光器

研究了激光二极管(LD)侧向抽运的Nd:YAG陶瓷电光调Q激光器的激光输出特性.该激光器采用九组激光二极管线阵列(LDA)侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,并用微通道热汇冷却技术冷却.在电光调Q方式下,重复频率为100 Hz,抽运单脉冲能量为416 mJ时,用尺寸为φ5 mm×75 mm,掺杂原子数分数为1%的Nd:YAG陶瓷棒,获得50 mJ的1064 nm激光输出,脉冲宽度为12 ns,斜率效率达24%.并实验测量和分析了偏振片,KD*P晶体,四分之一波片等调Q器件的插入损耗.测量了输出激光时间波形和光斑的光强空间分布.     

可与固体激光器性能相媲美的陶瓷激光器

激光陶瓷是一种由细小、紧密填充的晶粒构成的马赛克结构。该材料除具有陶瓷的多晶体性质外，采用烧结方法制备的激光陶瓷还展现出非常接近于单晶的透明性和热机械特性。激光陶瓷对激光器性能起关键作用，特别是在光传输损耗、导热率、掺杂物质的吸收和发射特性以及光学各向异性等，这些特性匀类似于单晶激光基质的特性。     

用半导体吸收体实现陶瓷激光器被动锁模研究进展

新型陶瓷材料近年来开始作为激光增益材料,具有低成本、大尺寸、制备时间短、热导率高等优点。大功率飞秒激光器是近年来超短脉冲激光制备的一大热点。本文探讨了使用半导体可饱和吸收镜实现被动锁模大功率陶瓷飞秒激光器的可行性,研究现状以及未来趋势。     

脉冲激光二极管巴条侧面泵浦Nd:YAG陶瓷瞬态热效应研究

为减弱脉冲激光二极管巴条侧面泵浦Nd:YAG陶瓷激光器热效应影响,提高谐振腔稳定性以及改善激光器性能,文中利用热传导理论对脉冲激光二极管巴条侧泵激光陶瓷产生的温升及热形变场进行了解析研究。依据脉冲激光二极管巴条侧面泵浦激光陶瓷工作状态分析,建立契合实际的热分析模型,通过热传导Poisson方程求解,得到单脉冲侧泵激光陶瓷泵浦时段与泵浦间期两个阶段温度场与热形变场的一般解析表达式。定量地分析了脉冲二极管巴条侧面泵浦Nd:YAG陶瓷三维温场分布、重复脉冲泵浦过程中温度场分布,以及不同泵浦参数对温场的影响,定量分析了达到热动态平衡时泵浦面的热形变量。计算结果表明:当泵浦光功率为60 W,重复频率为100 Hz,束腰半径为150 μm,钕离子掺杂质量分数为1.0 %时,Nd:YAG陶瓷泵浦面产生29.6 ℃的温升,泵浦面与通光面产生0.95 μm和0.99 μm的热形变量。激光陶瓷温度场解析方法解决了使用数值分析法造成研究精确度不高的问题,该方法还可以应用到激光系统的其他热问题研究中,为减弱激光系统中的热问题提供了理论依据。     

Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG 陶瓷激光器的研究

介绍了近几年迅速发展的一种新型激光介质——透明Nd：YAG多晶陶瓷的发展状况，对比分析了多晶陶瓷与单晶的光谱特性、激光特性和连续实验研究情况。并对钛宝石激光器调谐至808nm，端面抽运Nd：YAG陶瓷被动调Q全固态激光器的脉冲运转进行了较为详细的理论分析和实验研究。采用初始透射率为90％的Cr^4＋：YAG可饱和吸收晶体，被动调Q的阈值功率为119mW，当端面抽运功率为465mW时，获得波长为1064nm，脉宽为16ns，重复频率为18．18kHz，单脉冲能量为3．4μJ，平均输出功率为61mW的稳定调Q激光输出。采用不同初始透射率的Cr^4＋：YAG晶体进行了实验和对比分析。     

Cr~(4+)∶YAG被动调QNd∶YAG陶瓷激光器的研究

介绍了近几年迅速发展的一种新型激光介质———透明Nd∶YAG多晶陶瓷的发展状况,对比分析了多晶陶瓷与单晶的光谱特性、激光特性和连续实验研究情况。并对钛宝石激光器调谐至808 nm,端面抽运Nd∶YAG陶瓷被动调Q全固态激光器的脉冲运转进行了较为详细的理论分析和实验研究。采用初始透射率为90%的Cr4+∶YAG可饱和吸收晶体,被动调Q的阈值功率为119 mW,当端面抽运功率为465 mW时,获得波长为1064 nm,脉宽为16ns,重复频率为18.18 kHz,单脉冲能量为3.4μJ,平均输出功率为61 mW的稳定调Q激光输出。采用不同初始透射率的Cr4+∶YAG晶体进行了实验和对比分析。     

紫外激光缩微打标机的研制

本文介绍了用非线性倍频技术使Nd:YAG脉冲激光器产生四倍频2660A紫外激光输出,并以此为光源研制出紫外激光缩微打标机。同时介绍了在人工晶体材料上打标的情况。     

YAG纳米粉体的制备及去团聚

钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷被证明为量子电子学历史上最好的固体激光材料,因为其具有无与伦比的光学、力学和热性能。而在YAG透明陶瓷的整个制备过程中,YAG纳米粉体的团聚性能是影响所制备透明陶瓷最终性能的关键因素之一。以共沉淀法制备的YAG纳米粉体为原料,研究了球磨时间和分散剂Dolapix CE-64对YAG纳米粉体去团聚性能的影响,并通过X射线衍射(XRD)、Zeta电位、激光粒度和扫描电镜(SEM)等一系列表征手段对实验结果进行了表征。实验结果表明,通过添加质量分数为10% 的Dolapix CE-64 、球磨24 h处理对YAG纳米粉体去团聚效果最佳。     

Nd：YAG多晶透明陶瓷的光谱性质

为了研究Nd:YAG多晶透明陶瓷作为激光增益介质的可能性,测量了掺杂原子数分数为1%的Nd:YAG多晶透明陶瓷的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命等光学参量,并和Nd:YAG单晶进行了比较。测量结果表明,Nd:YAG多晶透明陶瓷作为激光增益介质具有极大的潜力。     

Spectroscopic and stimulated emission Characteristics of Nd/sup 3+/ in transparent YAG ceramics

Nd: YAG ceramic materials have been synthesized using vacuum sintering technique with the raw materials prepared by the nano-crystalline methods. The spectroscopic studies suggest overall improvement in absorption and emission and reduction in scattering loss. Judd-Ofelt analysis has been employed to compute the relevant spectroscopic and radiative parameters of the material. The SEM and TEM measurements reveal the excellent optical quality of the ceramic with low pore volume and narrow grain boundary. Fluorescence and Raman measurements reveal that the Nd/sup 3+/-doped YAG ceramic is almost equivalent to its single-crystal counterpart in its radiative and nonradiative properties. Individual Stark levels for /sup 2s+1/L/sub J/ manifolds are obtained from the absorption and fluorescence spectra and are analyzed to identify the stimulated emission channels possible in the Nd: YAG ceramic. Laser performance studies favor the use of high-concentration Nd: YAG ceramics in the design of an efficient microchip laser. With 4 at% Nd: YAG ceramic acting as a microchip laser, we obtained a slope efficiency of 40%. High-power laser experiments yield an optical-to-optical conversion efficiency of 30% for Nd (0.6 at%):YAG ceramic as compared to 34% for an Nd (0.6 at%):YAG single crystal. The oscillation experiments at 1.3 mm gives a slope efficiency of 35%. Optical gain measurements conducted in these materials also show values comparable to single crystal, supporting that these materials could be suitable substitutes to single crystals in solid-state laser applications.     

LD泵浦的Nd:YAG陶瓷激光器

介绍了一种新型的固体激光材料——Nd：Y3Al5O12(Nd：YAG)陶瓷的光学特性,设计并研制成LD泵浦的Nd：YAG陶瓷微型激光器件。阈值泵浦功率为48mW,在泵浦功率为1．5W时获得了516mW的1064nm连续激光输出,光-光转换效率为34．41%。     

全固态Yb∶YAG激光器发展现状

介绍了Yb∶YAG晶体的激光特性,分析了Yb∶YAG 1030 nm激光器、1049 nm激光器、倍频激光器、可调谐激光器以及新型陶瓷激光器的发展现状。     

光纤激光器及其在选区激光熔化快速原型制造中的应用

选区激光熔化（SLM）是一种直接由金属粉末或陶瓷材料成型产品的快速原型制造工艺,它从CAD原型出发建构几乎100％致密、具有良好机械性能的原型。这就需要其核心部件激光器具有光束模式好、光斑细、响应速度快的特点,而光纤激光器比起传统采用的YAG激光器可以更好地满足这些要求,从而为光纤激光器在SLM中的应用提供了无限的发展空间。目前,采用固体光纤激光器的SLM设备已经能用低熔点合金、锌、青铜、不锈钢和工具钢生产零件或模具嵌件。     

钬激光应用与进展

钬激光是高相干辐射光,在雷达、测距以及医疗等多方面有着广泛的应用。根据钬激光的发展历程,总结出提高其输出功率及效率所需改进的几个方向,包括晶体材料的选择、掺入杂质及浓度的研究。进一步阐述了钬激光在各领域的应用与前景,并重点讨论了Ho:YAG激光在医疗领域的应用。     

Nd:Y2O3透明陶瓷4F3/2-4I11/2跃迁光谱及高效激光输出

报道了采用真空烧结法结合热等静压技术制备的Nd:Y₂O₃透明陶瓷的荧光光谱特性及相关激光输出。通过与Nd:YAG透明陶瓷的荧光光谱对比,表明Nd:Y₂O₃透明陶瓷的4F_3/2-4I_11/2跃迁光谱存在着多个增益相当的谱线,这更有利于实现同时双波长段激光振荡;不同斯塔克子跃迁光谱的离散特性有利于通过腔镜镀膜控制不同波长损耗,获得丰富的1.0~1.1 μm波段激光。利用简单的平平两镜腔结构完成进一步的实验,通过选择的输出镜片镀膜获得了输出功率3.62 W、转换效率40.4%的1074.6 nm和1078.8 nm的双波长输出和输出功率1.7 W、转换效率19.4%的1130.3 nm波长输出。     

电子束蒸发制备掺钕钇铝石榴石薄膜特性研究

硅基光电集成技术是当代高速信息化的重要发展方向之一。为了研究制备在硅衬底上的新型发光材料,突破Nd:YAG固体激光工作物质主要是晶体、透明陶瓷等固体形态的限制,采用电子束蒸发沉积工艺,在硅(100)衬底上制备了Nd:YAG薄膜,并对Nd:YAG薄膜的表面形貌、晶体结构、光学特性进行了测试。X射线和扫描电子显微镜测试结果显示,Nd:YAG薄膜经1100℃真空高温退火处理1h后有效结晶,采用钛蓝宝石激光器输出808nm激光激发,液氮冷却的InGaAs阵列探测器室温下得到Nd:YAG薄膜的1064nm主荧光峰的荧光光谱。结果表明,采用电子束蒸发沉积和后续高温退火工艺可以在硅衬底上制备Nd:YAG晶体薄膜。