Nd…GdVO_4和Nd…YVO_4晶体发射截面谱及微片激光器光谱的实验研究

实验研究了Nd…GdVO_4和Nd…YVO_4晶体发射截面谱的温度特性,并根据发射截面谱与激光波长的对应关系,进一步研究了温度对Nd…GdVO_4和Nd…YVO_4双频微片激光器输出光谱的影响。实验结果表明,在所研究的温度范围内,随着温度的升高,Nd…GdVO_4和Nd…YVO_4晶体发射截面谱的中心波长发生红移、峰值下降,且均与温度呈准线性关系;对应的双频微片激光器波长也随温度升高呈现线性红移,但双频频差保持不变;在晶体发射截面谱和激光波长的共同红移作用下,双频激光分量的功率均衡度发生变化。     

双频微片激光器的功率均衡机制实验研究

为了研究双频Nd:YVO₄微片激光器的功率均衡机制,利用实验研究分析了微片激光器的抽运电流、工作温度和谐振波长等参量之间关系。不断增大双频激光器抽运电流,通过降低晶体温度不断重新实现双频激光功率的均衡,最终获得了不同抽运电流下的双频激光器的功率均衡温度,以及双频功率积与抽运电流的关系数据。结果表明,双频激光信号功率均衡温度与抽运电流呈分段负相关,双频功率积与抽运电流呈正相关。此结果说明通过改变抽运电流和温控温度可以实现功率可调的功率均衡的双频激光信号输出。     

微片激光器阈值附近的输出光谱特性研究

为了确定激光晶体在不同温度下的自发辐射光谱 (荧光谱),实验研究了阈值附近微片激光器的输出 光谱特性。当抽运功率略小于阈值时,微片激光器输出经干涉的自发辐射光;当抽运功率大 于阈值时,微 片激光器输出激光。测量了激光阈值与晶体温控的关系,结果表明激光阈值随晶体温度的升 高而增加,其 变化率为0.017W/℃。在不同温控条件下,对阈值以下的自发辐射光 谱包络进行了拟合测量,结果表明随 着晶体温度的升高自发辐射光谱包络峰值降低,下降率为0.681%/℃ ;光谱包络中心波长发生红移,漂移率为3.1pm/℃。     

无温控多波长LD泵浦方棒状Nd∶YAG固体激光器

报道了一种多波长LD泵浦方棒状Nd∶YAG无温控固体激光器。激光器采用LD侧面泵浦方式,LD泵浦模块由四种不同中心波长的LD组合而成,常温25℃时,各bar条中心波长分别为802 nm、804 nm、806 nm、808 nm,LD模块光谱半高全宽为7 nm左右;工作介质为侧面双通方棒状Nd∶YAG键合晶体,通过控制光路可以增加工作介质的有效吸收长度;调Q方式为电光调Q;得到一种无温控固体激光器。该激光器在-40^+60℃温度范围内,可以无温控稳定输出能量≥40 mJ;输出激光水平方向发散角θ2 x=1.79 mrad,垂直方向发散角θ2 y=1.36 mrad;光束质量:M 2 x=4.858,M 2 y=2.697。     

1.06和1.34微米YVO_4:Nd连续波运转

用氩离子激光器对小型YVO_4:Nd样品进行端面泵浦获得连续波平面偏振输出,1.06微米时为1瓦,1.34微米时为0.35瓦。测量了斜率效率和材料损耗。在1.06和1.34微米时,YVO_4:Nd激光器基本上能超过YAG:Nd激光器。YVO_4:Nd激光器通过谐振腔失调获得二种波长的自Q开关运转。     

LD端面泵浦微片固体激光器实验研究

使用2 0mm× 1mm的Nd3+∶YVO4 和6mm× 1mm双掺Cr4 +Nd3+∶YAG微片晶体并在晶体两端面直接镀膜可形成微型F -P谐振腔微片激光器。在 1.6 90W的连续泵浦下双掺的Cr4 +∶Nd3+∶YAG可以获得非常稳定的波长 1.0 6 4μm、脉宽 6ns、平均功率 13.5mW和重复频率10kHz的被动调Q激光脉冲输出。并且通过在直流基电流上加适当的预泵浦脉冲技术实现了可控的脉冲输出序列。Nd3+∶YVO4 晶体在 1WLD连续泵浦下获得了倾斜效率 2 3.3%的 1.0 6 4μm激光输出 ,并在实验中发现脉冲泵浦下的输出激光脉冲呈现出类似于调Q的特性 ,每个脉冲包含多个子脉冲 ,子脉冲宽度约为 180ns。     

半导体激光泵浦的Nd:YVO_4绿激光器获得199mW连续绿光输出

长春光机所应用光学国家重点实验室研制成功半导体激光(LD)泵浦的Nd:YVO_4倍频绿激光器,最高绿光连续输出达到199mW,这是目前所知的LD泵浦的Nd:YVO_4激光器倍频(SHG)获得的532nm绿     

LD泵浦1061nm/1064nm双波长Nd:YAG微片激光器

研制出一种1061 nm和1064 nm双波长连续输出的Nd:YAG微片激光器。通过对激光器输出端所镀膜系的透过率进行设计,平衡了1061 nm和1064 nm激光的阈值泵浦功率;以激光二极管(LD)作为泵浦源,在室温下对3组不同厚度的工作物质分别进行了实验,均得到了1061 nm/1064 nm双波长激光输出。采用在微片状晶体两端直接镀膜形成谐振腔的方式,压缩了谐振腔的光学长度,在双波长输出的同时实现了1064 nm波长下的多纵模输出。     

LD 脉冲泵浦被动调Q 窄脉冲大能量全固态激光器

利用Nd:YAG/Cr4+:YAG 键合微片激光晶体研制了被动调Q 大能量窄脉冲的全固态激光器,激光器采用脉冲激光二极管泵浦方式,设计了本振级和两级放大结构,分析了激光器系统的自激振荡和其抑制方法,在激光器本振级获得稳定脉冲激光输出的基础上,当两级放大器泵浦电流分别为83A 和85 A 时,获得了最大单脉冲输出能量为120 mJ,脉冲宽度为1.28 ns 的1 064 nm 激光输出,激光通过倍频后可得到65 mJ 的532 nm 绿光输出,其窄脉宽和高光束质量特性可为飞秒激光器啁啾放大提供良好的泵浦源。     

全固态腔内和频单纵模593.5nm黄光激光器

设计了一种结构紧凑、性能稳定、成本低的腔内和频单纵模593.5 nm黄光激光器。采用线性平凹腔结构,LD端面泵浦Nd:YVO_4晶体产生1064 nm和1342 nm双波长激光束;通过KTP(KTiOPO_4)Ⅱ类临界相位匹配在腔内和频产生593.5 nm连续黄光激光输出。利用由单个布氏片(BP)与和频晶体KTP构成的双折射滤波片进行选频,在泵浦功率为5.0 W时,593.5 nm和频光单纵模输出功率为30 mW,方均根噪声为0.8%,线宽为150 MHz。此时,检测到1064 nm和1342 nm基频光均为单纵模状态。实验结果表明,在和频激光器中,利用双折射滤波片技术使得基频光次振荡纵模损耗≥1.5%,即可以实现单纵模和频激光输出。     

1064nm泵浦温度调谐PPLN光学参量振荡器

对脉冲泵浦的温度可调准相位匹配(QPM)光学参量振荡器(OPO)进行了研究.LD泵浦的声光调Q Nd:YAG激光器输出的1064nm脉冲激光做泵浦源,极化周期为30.7μm的单周期PPLN做光学参量振荡器的参量晶体,通过控制参量晶体的温度可以得到信号光的波长调谐输出.在LD电流17A得到信号光的平均功率最大为230mW,转化效率达13%.     

用调制转移光谱技术研制微型全固体稳频激光器

报道采用自行研制的半导体激光泵浦微片Nd∶YVO4晶体,经驻波腔内KTP晶体倍频获得532 nm激光输出的全固体单频可调谐微型激光器.采用光外差调制转移光谱技术获得超高信噪比碘分子跃迁超精细结构光谱,并实现频率稳定度优于10-12(1秒积分时间)的激光频率高精度绝对锁定.     

激光雷达用2 μm Tm:YAG激光器波长精细调控的理论研究

2 m激光应用于激光雷达探测等领域,对于波长的要求比较精确,研究了激光器结构参数对准三能级Tm:YAG激光器输出波长的精细调控技术。基于侧面泵浦激光器泵浦阈值的理论模型,通过对不同谱线的泵浦阈值进行数值模拟,研究结果表明:通过改变晶体温度、激光介质长度、输出耦合率等途径可实现激光器的输出波长在2.0~2.1 m的光谱区内的精细调控。     

反射式体布拉格光栅设计及其在激光器中的应用研究

半导体激光器的发射波长随工作电流和温度的改变而变化,从而影响输出激光的有效线宽和波长稳定性,无法满足固体激光器中增益介质对泵浦源波长和线宽的要求。使用自主研发的衍射效率为9.9%的878 nm反射式全息体布拉格光栅(volume Bragg grating,VBG)作为半导体激光器的反射腔镜,可以将激光发射波长锁定在设计的878 nm附近,输出线宽仅为0.3 nm,波长电流漂移系数为0.015 nm/A,温度漂移系数为0.0075 nm/℃。利用波长锁定的半导体激光器作为泵浦源、自主研发的衍射效率为98.71%和94.32%的1 064 nm VBG作为前后腔镜以及掺杂浓度为0.3%的Nd∶ YVO₄晶体作为增益介质搭建全固态激光器,经过空间光路的调试,获得中心波长1 064.2 nm、线宽0.29 nm的连续稳定激光输出。     

912nm/1064nm同步双波长激光特性研究

为了研究同步双波长激光器的输出特性,并解决其增益竞争问题,本文介绍了能同时输出准三能级激光和四能级激光的双波长激光器的理论模型,推导了双波长激光器输出功率的表达式.以理论模型为基础,首次设计了一种使用Nd:GdVO4和Nd:YVO4晶体为增益介质,879 nm激光二极管为泵浦源的腔内级联泵浦结构的同步双波长连续激光器,...     

Nd:YVO_4激光晶体对808nm附近光的吸收特性(英文)

研究了Nd:YVO_4激光晶体对808 nm附近光的吸收,定量给出了不同激活粒子浓度与其吸收808 nm光的关系.在测试晶体透过率基础上,通过计算,给出了Nd:YVO_4晶体808 nm波长光的吸收系数。实验得出了在确定浓度和长度的情况下,晶体对808 nm泵浦光吸收系数是一个不与泵浦源功率相关的确定值.计算了π和σ两偏振吸收,比较出它们之间的关系.     

Nd:YVO_4晶体π和σ偏振激光的实现及性能研究

利用偏振分束器(PBS)选择性地实现a轴切割Nd:YVO_4晶体π和σ偏振的激光输出的实验研究。四方晶系Nd:YVO_4晶体偏振荧光光谱的差异,导致了输出π和σ偏振激光的性能差别。实验中利用PBS的反射光束主动选偏,结合激光晶体沿通光方向旋转,分别对a轴切割Nd:YVO_4晶体的~4F_(3/2)～~4I_(11/2)和~4F_(3/2)～~4I_(13/2)能级跃迁的偏振激光性能进行测试。在11 W的入射抽运功率下,基于~4F_(3/2)～~4I_(11/2)能级跃迁分别获得了5.5 W的π偏振1064.3nm激光输出和4.4 W的σ偏振1066.7nm激光输出;基于~4F_(3/2)～~4I_(13/2)能级跃迁分别获得了2.9 W的π偏振激光输出和1.6 W的σ偏振激光输出,但波长均为1341.8nm。实验结果表明:a轴切割Nd:YVO_4晶体的π偏振激光输出有更高的转换效率,而σ偏振激光输出则有更长的激光谱线。     

利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗

半导体激光器（LD）的工作波长是随温度变化的,对LD进行温控是扩展全固态激光器（DPSSL）正常工作温度范围的常用方法,但常用的控温方法在-50~70℃的宽温区范围存在体积大、能耗高、效率低等问题。通过实验测试得到GaAs量子阱激光器的波长温度漂移系数为0.25 nm/℃,分析了Nd:YAG晶体吸收谱的多峰特性。提出采用高温时工作波长为808 nm的GaAs量子阱激光器作为泵浦源,利用Nd:YAG晶体的795.7 nm和808 nm的两个吸收峰,通过分段加热控温降低温控功耗的方案。实验结果显示:全固态激光器在两个吸收峰处得到的输出脉冲特性基本相同,在温度较低时,分段控温的加热功率减小了4.7 W,接近不分段最大加热功率的一半。     

用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统

温度控制是实现全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器稳频的行之有效的手段之一。研究了如何为Nd:YAG微片激光器的稳频提供有效的温控方式。估算出所需要的控温精度波动范围在0.09 ℃以内。依据这一设计目标,介绍了各重要环节的设计过程。通过频域分析法,对温控系统的特性进行分析与调整。通过理论计算将系统改造成了二阶系统最优模型并用实验验证了理论分析。研制了一套用于全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器的温控系统,并在两种条件下对系统进行了测试。在室温26 ℃左右的条件下,可以给微片提供18~38 ℃之间的任意温度环境,温度波动范围在0.05 ℃以内;当环境温度在18 ~27 ℃之间任意改变时,系统能将晶片温度稳定在24 ℃,温度波动范围在0.05 ℃以内。     

基于楔形Nd:YVO_4/KTP双折射滤波的单频绿光激光器

通过研究双折射晶体Nd:YVO_4的偏振特性,利用楔角为10°的Nd:YVO_4激光晶体和倍频晶体KTP(磷酸钛氧钾)在绿光激光器中构造了一个新型双折射滤波器。理论分析了KTP晶体的长度、基频光在KTP中的入射角度和KTP的温度对双折射滤波器选频的影响。实验中使用长度为4.4,5,7 mm的KTP,采用V型腔结构,最后分别获得了90,120,104 mW的单频绿光。实验结果表明,由楔形Nd:YVO_4和KTP构成的双折射滤波器成功实现了激光单纵模运转,且方法简单易行。当KTP晶体长度为5 mm时,测得楔形Nd:YVO_4/KTP激光器的单纵模运转温度范围约为5℃。