脉冲红光泵浦Cr∶LiSAF激光器输出特性研究

采用671nm红光泵浦Cr∶LiSAF激光晶体,实现中心波长为849nm,调谐范围为820～890nm,脉冲宽度为100ns,重复频率为11kHz的激光输出.该系统阈值功率为24mW,激光输出最大平均功率可达60mW,此时泵浦功率为521mW.使用电荷耦合器(charge coupled devices,CCD)探测器及图像采集系统,观察并记录了输出光光斑.通过调节晶体及输出镜使光斑的形状和个数发生变化,针对输出光斑为1～3个点的情况进行详细研究,分析不同情况下的输出特性.实验结果表明,激光输出功率和光斑之间的最大距离会随泵浦功率的增加而递增.     

脉冲红光泵浦Cr:LiSAF激光器输出特性研究

采用671 nm红光泵浦Cr:LiSAF激光晶体,实现中心波长为849 nm,调谐范围为820～890 nm,脉冲宽度为100 ns,重复频率为11 kHz的激光输出.该系统阈值功率为24 mW,激光输出最大平均功率可达60 mW,此时泵浦功率为521 mW.使用电荷耦合器(charge coupled devices,CCD)探测器及图像采集系统,观察并记录了输出光光斑.通过调节晶体及输出镜使光斑的形状和个数发生变化,针对输出光斑为1～3个点的情况进行详细研究,分析不同情况下的输出特性.实验结果表明,激光输出功率和光斑之间的最大距离会随泵浦功率的增加而递增.     

准三能级固体激光器中激光介质长度优化

为进一步提高激光二极管端面泵浦的准三能级激光器转化效率,基于速率方程理论,引入能量传输上转换效应和激发态吸收效应,对自吸收损耗进行研究。设计了平凹谐振腔,采用不同长度的Nd:GdVO_4晶体作为激光介质进行实验验证。研究结果表明:自吸收损耗同激光介质长度呈正比关系,但随着泵浦功率增加而减弱。实验结果证明了最佳激光介质长度的存在,泵浦功率30 W以内,最佳激光介质长度在5～6.5mm范围内递增,且实验结果和理论计算结果相符合。     

单LD双端同向π偏振泵浦Tm:YLF激光器

2μm激光作为高相干辐射光源,在激光医疗、激光雷达、光电对抗、材料加工等领域有非常重要的应用价值。通过建立考虑能量传递上转换效应的Tm:YLF激光器速率方程,从而分析了能量传递上转换（Energy Transfer Upconversion,ETU）效应对Tm:YLF激光器输出特性的影响;仿真分析双端偏振泵浦Tm:YLF晶体泵浦光分布情况。基于上述仿真分析结果,为获得更高的激光输出功率,采用单LD双端同向π偏振泵浦Tm:YLF激光器方法,提高增益介质的增益效果;当注入功率为47.43 W时,实现了稳定的最大激光输出功率为15.23 W,中心波长为1 907.46 nm,输出线宽为1.62 nm,对应光-光转换效率为32.11%,斜率效率为37.24%。     

LD脉冲泵浦下Cr∶ LiSAF激光动态性能研究

设计LD泵浦Cr∶ LiSAF激光器两种腔型,利用ABCD矩阵法计算腔内光斑半径,实验研究LD脉冲泵浦Cr∶ LiSAF激光器在不同腔型、不同泵浦条件下的输出性能.激光运转获得的最大输出功率为25mV,斜效率1.8%.     

LD脉冲泵浦下Cr：LiSAF激光动态性能研究

设计LD泵浦Cr:LiSAF激光器两种腔型,利用ABCD矩阵法计算腔内光斑半径,实验研究LD脉冲泵浦Cr:LiSAF激光器在不同腔型,不同泵浦条件下的输出性能。激光运转获得的最大输出功率为25mV,斜效率1．8％。     

端面泵浦光的焦斑位置对DPL性能的影响

为了研究端面泵浦固体激光器时,泵浦光焦斑位置对激光器输出性能的影响,建立了交叠积分的计算模型,计算了确定的谐振腔结构和泵浦光束分布时的交叠,数值模拟出了不同泵浦光焦斑位置时,激光器的输出性能.得到了该结构下泵浦光的焦斑位置,以及焦斑位置对激光器输出性能的影响.结果表明最佳阈值泵浦功率和斜效率对焦斑位置比较敏感,且焦斑位置位于增益介质中距离泵浦面1.3 mm时,激光输出功率最大,泵浦效果最佳.     

LD端面泵浦Nd:YAG激光器耦合光学系统的设计

应用几何光学的方法,设计了用于半导体激光光束快轴和慢轴准直并聚焦的光学系统.并用ZEMAX光学设计软件给出了模拟结果.该系统由四个柱面微透镜组成.快轴方向采用椭圆柱透镜和圆柱透镜,慢轴方向采用两个圆柱透镜,实现了在对半导体激光光束准直(光束快轴方向得发散角由原来的30度减小到3.3度,慢轴方向由原来的10度减小到1.5度)的基础上聚焦光斑半径为86μm,满足了腔内泵浦光束的模式与振荡光模式的匹配,当泵浦光功率为1.8W时,获得100mw的473nm波长的TEM模激光输出,总的光-光转换效率为5.6%.     

长脉冲泵浦的Nd:YAG激光棒中热效应的测量

报道了一种长脉冲泵浦条件下Nd:YAG激光棒热透镜焦距和温度梯度导致的光走离角测量方法。该方法通过高速相机以5 khz的拍摄频率获取TEM00模He-Ne激光的光斑尺寸和位移变化,运用光学矩阵、q参数和ABCD法则,计算得到了动态热透镜焦距和光走离角。经多组测量发现:热透镜在泵浦期间表现为负透镜,泵浦强度越强焦距越短;在这些测量中出现的最短焦距约为-0.33 m;光走离的变化和热透镜焦距的变化几乎同步;光走离的方向限制在一个特定的子午面内;走离角随泵浦增强而增大,最大走离角同样出现在泵浦结束后,大约为3 mrad。     

大功率单管LD泵浦Nd:GdVO4/LBO红光激光器

研究了一种大功率单管LD(激光二极管)泵浦晶体、I类临界相位匹配LBO腔内倍频、高效紧凑结构的全固态红光激光器．利用自行设计的高耦合效率、小聚焦光斑的自聚焦透镜耦合LD,当泵浦功率为4W、倍频红光671nm、基模输出280mW时,光一光转换效率达到7%．     

光纤激光泵浦外腔MgO:PPLN高效率3.4μm光参量振荡器研究

选用1 065 nm掺镱光纤激光泵浦外腔MgO:PPLN光参量振荡（OPO）,实现高功率3.4μm中红外激光输出。以高稳定性的分布式反馈激光器（DFB）作为光纤激光脉冲的种子源以降低泵浦光光谱展宽。实验中,采用双路光纤激光泵浦MgO:PPLN-OPO,实验研究发现重频、脉宽的最佳匹配对系统的参量光功率提升有着显著的正向影响。在泵浦功率为25.03 W、重复频率100 kHz、脉宽200 ns条件下,获得最大输出功率为3.536 W的3.44μm的激光输出。对应脉冲宽度为128 ns,光光转换效率为14.12%。     

氙灯放电波形对调Q的Nd：YAG激光器泵浦效率的影响

从能级系统速度方程入手推导出调Q的四能级系统激光介质反转粒子数与泵浦强度的关系，进而比较泵浦强度为方波和与普通LC放电波形相信的正弦半波的泵浦效率。从而得出方波的泵浦效率始终大于正弦半波的泵浦效率。     

上海光机所磁悬浮和光驱动转盘激光器研究获进展

正中国科学院上海光学精密机械研究所的研究人员成功研制出了磁悬浮、光驱动旋转的盘片固体激光器,标志着一种新型激光技术的诞生。研究人员将转盘激光器技术和磁悬浮光驱动旋转技术相结合,提出了磁悬浮、光驱动转盘激光器的概念。研究人员通过反磁性材料将激光增益介质盘片悬浮在磁场中,激光增益介质吸收人射泵浦光     

高功率半导体激光二极管侧面泵浦Nd：YAG晶体的激光特性

报道了用高功率半导体激光二极管侧面泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ晶体的激光实验结果,当输入泵浦功率为２．６Ｗ时,１．０６４μｍ激光输出功率３７９ｍＷ,光一光转换效率为１４．６％。     

固体激光器中泵浦光束尺寸优化

热效应是限制固体激光器输出功率提高的关键因素,为进一步减小热效应,研究了热致衍射损耗和泵浦光束半径之间的关系,引入了激光介质实际温度因子.实验中选用Nd∶GdVO4为激光介质,并通过简易平凹谐振腔实现1 342nm波段的红外激光.研究结果表明:在激光介质实际温度的影响下,热致衍射损耗为泵浦光束半径的显著减函数.可以通过优化泵浦光束半径减小热致衍射损耗并提高激光器输出功率.优化的泵浦光束半径为300μm,对应的输出功率为10.4 W,较前期激光器输出功率提高10%.     

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。     

用于PPLN泵浦源的大能量百纳秒级脉冲固体激光器

为获得大能量、百纳秒脉宽的1 064 nm激光稳定输出，首先理论分析了激光的泵浦能量和谐振腔长度对输出脉宽的影响，然后对Nd∶YAG固体激光器进行设计，采用折叠谐振腔、振荡-放大结构和电光调Q技术相结合。实验结果表明：当重复频率为1 Hz、泵浦电压在1 200～1 400 V变化时，实现了脉宽范围为152.6～95.71 ns的稳定1 064 nm激光输出，最大单脉冲能量可达171 mJ;以激光器的输出激光作为基频光，设计了柱透镜组光束耦合系统，将基频光光斑整形为椭圆形状，实现了基频光的高效耦合和周期极化LiNbO₃(PPLN)光参量振荡器的稳定运行；采用耦合后的光束泵浦MgO∶PPLN晶体，获得了1.47μm近红外信号光的稳定输出。     

泵浦光的离轴对激光器性能影响

利用光纤耦合激光二极管端面泵浦固体激光器,研究了在近阈值条件下,泵浦光偏离振荡光谐振腔轴线距离的变化对激光器输出模式、阈值功率、斜效率和光束质量的影响．实验结果表明,当泵浦光相对振荡光谐振腔轴线的偏离量增加时,激光振荡阈值、斜效率和光束质量因子将增大;激光输出模式从低阶向高阶厄米-高斯模转变,并且在相同的泵浦光偏离位置下,随着泵浦光电流的增大,晶体热效应显著,模式竞争加剧,会出现高阶向低阶厄米-高斯模的转变．     

布里渊单模光纤环形腔激光器实验研究

实验研究了布里渊单模光纤环形腔激光器(BSFRL)的输出功率、输出光谱和输出时域特性。通过对激光输出功率和光谱特性与构建激光器的光纤长度和输出耦合器的反馈耦合比关系的研究与分析发现,当构建的BSFRL的输出耦合器反馈耦合比为0.4、光纤长度为1.5 km时,BSFRL具有低泵浦阈值、高转换效率和稳定的单模激光输出,此时激光器的泵浦阈值约为3 mW,光-光转化效率为65%。通过调节偏振控制器,得到稳定的锁模脉冲输出。讨论了BSFRL的时域不稳定性并给出了相应解释。     

V型折叠双通Nd:YAG介质LD脉冲侧面泵浦激光器

为了使振荡光束在谐振腔往返周期内四次通过Nd:YAG晶体,搭建了V型折叠双通LD脉冲侧面泵浦激光器实验平台。首次与往返周期内两次通过Nd:YAG介质的普通直腔激光器的激光输出特性进行对比分析。实验结果表明,在注入能量55mJ,输出镜透过率为48%时,V型折叠腔和直腔输出能量分别为13.2mJ和7.8mJ,整体转化效率提高10%,即V型折叠腔激光器具有降低激光阈值,提高激光输出能量的优点。理论分析验证了实验结果。对中小功率泵浦激光器输出性能的改善和提高具有借鉴意义。