低垂直发散角高亮度光子晶体半导体激光器

针对现有边发射半导体激光器远场发散角大、光束质量差等问题,引入光子晶体人工微结构实现模式扩展和模场分离,改善了单芯片半导体激光器的性能,实现了高亮度高光束质量的激光输出。理论分析并模拟了光子晶体半导体激光器对光场的调控机制,并介绍了几种典型的光子晶体半导体激光器。在光子晶体激光器实现低垂直发散角的基础上,设计了不同的结构实现了大功率、单模、高亮度等特性的输出。实验验证了光子晶体能带效应在提高半导体激光光束质量、提高亮度等方面的调控作用,其能够突破普通半导体激光器面临的限制,有助于半导体激光更有效地应用在光纤激光器抽运和激光加工等领域,为半导体激光的直接应用奠定了基础。     

LD环形侧面抽运晶体吸收能量分布特性研究

针对激光晶体不同的表面处理方式,建立了多个半导体激光器阵列同时抽运激光晶体时吸收抽运光功率分布的数学模型,采用光线追迹的方法计算了半导体激光器环形侧面抽运高功率固体激光器中激光晶体对抽运光的吸收分布情况。重点根据不同表面处理方式的激光晶体对抽运光的吸收情况,分析了晶体表面处理对抑制ASE效应和获得高效率激光输出的影响。结果表明,晶体表面散射率的提高,能够有效地抑制ASE效应的产生,但同时会降低抽运光与激光输出的模式匹配程度,降低激光器的效率。     

LD端泵浦Nd:YAG946nm激光器优化分析

本文对946nm准三能级激光器进行了理论分析与优化,包括激光晶体的最佳长度、激光器的最佳透射率.通过分析可知,在不同泵浦功率、不同的腔损耗以及不同的模式匹配条件下应选择不同的激光晶体长度,不同的透过率以使激光器的输出功率最高.     

氟化物激光晶体及其在固体激光器中的应用

作为一种重要的激光基质材料,氟化物激光晶体在固体激光器的研究和开发中发挥了重要作用。与其他激光介质相比,氟化物激光晶体具有自发荧光寿命长、折射率受温度影响小、热透镜效应小等优点,具有良好的热稳定性,决定了其在固体激光器领域特殊的应用价值。本文重点介绍现在广泛应用于各类激光器的氟化物激光晶体的性能与应用情况,在此基础上,展望了氟化物激光晶体未来的研究前景。     

电子束激励的ZnSe激光器

各种II-VI族半导体化合物材料早已被视为潜在的二极管激光器候选者；例如硒化镉便是一种潜在的绿激光器，而硒化锌则是蓝激光器。美国圣保罗市3M公司的研究者最近报道了第一台由电子束抽运的用分子外延法生长的ZnSe激光晶体。用此法生长的ZnSe晶体比用其它方法生长电子束抽运ZnSe晶体的阈值降低一半。较厚的样品和小晶面涂上光学薄膜将进一步降低阈值电流，并使之在100 K以上的温度产生激光。     

激光晶体的应用和国内外发展动态

晶体激光器已广泛应用于材料加工、激光检测、研究与发展、激光治疗和军事方面。在今后的竞争中仍将保持发展的势头。在传统晶体激光器发展的同时,晶体激光器将向超大型和超小型两个方向发展,输出波长向可调谐方向发展。 激光晶体研究主要将集中在高效率、大功率输出和宽调谐等新型激光材料的探索,以及大尺寸、高质量激光晶体的研制。     

中红外固体激光技术研究进展

波长在3～5mm波段的中红外激光由于处于大气窗口波段,同时又是众多原子及分子的吸收峰,因此在光谱学、医学、通信、遥感、环境监测及红外对抗领域有着广泛而重要的应用前景。目前,固体激光器实现中红外激光输出的途径按照工作介质划分主要包括以Fe:ZnSe晶体为代表的过渡金属掺杂硫族化合物激光器、以MgO:PPLN晶体为代表的光参量振荡器,及以ZGP晶体为代表的光参量放大器3种类型。本文分别介绍它们的技术路线及近年来的最新研究进展,讨论了高能高功率中红外固体激光器的关键技术问题,并对其发展趋势进行了展望。     

掺Nd^3＋激光晶体性能评述

本文综述了十几种主要掺Ｎｄ＾３＋激光晶体的性能特点，通过比较选出了适合于不同激光器的掺Ｎｄ＾３＋激光晶体。     

Nd∶YVO4自拉曼激光器泵浦最佳聚焦位置研究

自拉曼激光器因其激光激发和受激拉曼散射效应都在同一块晶体中进行,相对于常规激光晶体和拉曼晶体分离的激光器,一方面减少了腔内元件数,使损耗和阈值降低,激光器结构更加紧凑,另一方面又引发了严重的热效应,因此在自拉曼激光器设计中,需要重点考虑晶体的热效应。本文着眼于泵浦光的最佳聚焦位置的研究,通过热透镜模型对晶体的热效应进行简化处理,结合模式匹配方程量化泵浦光聚焦于晶体内不同位置时的模式匹配程度,计算泵浦光最佳聚焦位置,并通过实验验证了理论计算的可靠性。     

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/℃。     

低温CTH∶YAG激光器的实验研究

为提升钬激光输出特性,分析了CTH∶YAG激光器能级跃迁全程,根据CTH∶YAG激光器准三能级的特点,采用BaSO4漫反射聚光腔,测试了不同频率,不同冷却温度、不同输出镜反射率和不同CTH∶YAG晶体面型对钬激光输出能量的影响。实验结果表明,在水温为10 ℃,输出镜反射率R=85%,采用双凹面型晶体时,在注入131 J时,8 Hz下的激光能量输出达到了5.5 J。     

固体自喇曼黄光激光器研究进展

黄光激光作为激光研究领域的一大热点,取得了丰硕的研究成果及广泛的应用。随着可同时作为激光晶体和喇曼晶体的自喇曼晶体的发展,逐渐掀起了自喇曼黄光激光器的研究热潮。总结归纳了近10年来固体自喇曼黄光激光器的研究进展。按激光器的工作方式将其分成连续式和脉冲式激光器,通过分类比较不同工作方式的激光器各自的优缺点,明确了自喇曼黄光激光器今后的研究趋势是多方法并用。结构紧凑、低阈值等特点使其在生物医疗领域拥有巨大的应用潜力。以后的研究重点更偏向于高转换率、高稳定性、低成本及小型化。该研究报告为后续研究方向提供了参考。     

双镜环行激光器模式研究

对新型双镜非平面环行激光器进行了详细的理论分析。此激光器的一面腔镜在激光晶体上,结构非常紧凑。振荡激光沿着非平面光路在谐振腔内振荡,在一个环绕迥期内多次进入激光晶体,可方便进行多点端面泵浦以降低热效应。推导出激光模式的理论计算公式,计算出不同振荡模式的腔长,给出了模拟的振荡光路。获得了各模式的激光输出,实验结果和理论模型符合很好。     

用于紫翠宝石激光器调Q的色心晶体

色心晶体做为被动激光Q开关元件较染料开关有显著的优点:激光束畸变小、破坏阈值高和可在高重复频率条件下工作等。积极探索不同种类的色心调Q晶体适应不同波长激光器是很有意义的。对宽带可调谐紫翠宝石激光器来说,色心晶体有与之匹配的宽吸收带,可在整个调谐区内实现调Q,其优点更为突出。 紫翠宝石(BeAl_2Q_4:Cr~(3+))激光器是室温下运转的终端声子激光器,调谐范围在700～800nm之间,发射中心波长在750nm附近,和棒内温度有关。根据波长匹配原则——激光发射波长和色心吸收带峰相重合,我们选择了两种色心晶体对其进行调Q。一为LiF:F_3~-色心晶体,一为NaF:F_2~+色心晶体。二种基质材料在上述激光波长上的吸收均很小。利用     

双端抽运双Nd:YVO4连续绿光激光器

为了提高半导体激光器抽运的全固态激光器的输出功率与光-光转换效率,设计并使用了双端抽运双Nd:YVO4绿光激光器。通过激光晶体温度场特性的研究以及依据光束的传输矩阵,分析了双激光晶体热透镜效应对于谐振腔稳定性的影响,设计了双端抽运双激光晶体折叠腔。在双端抽运双Nd:YVO4绿光激光器系统中,LBO晶体采用了Ⅰ类非临界相位匹配腔内倍频方式,当抽运光功率为26.56W时,获得了5.5 W的稳定连续绿光输出,其光-光转换效率为20.7%。结果同时表明,在谐振腔内插入双激光增益介质,不仅可以提高激光器的光-光转换效率,而且两个激光晶体热透镜效应相互作用的结果可以增强谐振腔的稳定性。     

抑制二极管泵浦激光器光轴漂移的实验研究

对半导体二极管泵浦电光调Q激光器在实验过程中的光轴漂移现象进行了分析和探讨,利用有限元分析软件CFDesign模拟了激光晶体在不同散热状态下的温度分布。测量了晶体在不同的散热结构和泵浦结构下输出激光的光轴漂移量,指出了光轴漂移现象产生的原因。实验及模拟结果对于有光轴漂移量要求的激光器设计具有一定的借鉴意义。     

我国激光器的现状及发展概况

综述了我国大功率激光器、晶体激光器、半导体激光器、气体激光器,化学激光器、自由电子激光器、超短脉冲激光器以及可调谐染料激光器等的发展概况,并对进一步发展我国激光器件的问题进行了讨论。     

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。     

激光二极管端面抽运激光晶体的热效应

建立了激光晶体的热传导模型,通过求解泊松方程,得到激光晶体内温度和温度场分布,计算了由端面形变引起的光程差(OPD)和总的光程差,得到不同抽运功率下的热焦距,并通过实验进行了验证,实验结果与理论计算基本一致。当抽运功率为10 W,抽运光斑半径320μm时,Nd∶YVO4激光晶体端面形变引起的光程差占总的光程差的45%。抽运功率为24 W时,晶体热焦距为65.8 mm。提出激光晶体端面腔镜会加重激光晶体热透镜效应的结论。研究表明,对于大功率全固态激光器,由晶体端面形变引起的光程差对晶体热透镜效应有较大影响。对提高激光器的稳定性、研究晶体的热效应提供了理论依据。     

Nd：MgO：LiNbO3晶体的生长技术及应用

本文报导生长Nd:MgO:LiNbO_3晶体的工艺条件及在法国的应用,测试了晶体的吸收光谱及荧光光谱,实现了晶体具有低阈值、高斜率效率的连续激光输出及锁模调制等激光特性。此晶体已为法国用于制得波导激光器、波导放大器和FM锁模波导激光器。