LD泵浦的全固体绿激光器研究

主要论述了用激光二级管(LD)泵浦、内腔倍频的绿激光器的原理和结构。在激光阈值、斜效率的讨论中指出:当LD的泵浦光束在激光晶体中的尺寸越小,光功率密度越高,激光阈值就越低,转换效率就越高;在放大基波的结构中,激光腔镜对基波的反射度越高,基波的放大倍数就越大,转换效率就越高;重点讨论了内腔倍频激光器中的“绿光问题”,指出造成“绿光问题”是由于模式正交分量之间的和频效应与空间烧孔形成的横向饱和;用Poincare图分析了激光器中出现的混沌行为;对如何克服“绿光问题”,得到稳定激光输出提出了几种方案。针对LD的光形状是一个椭圆光锥,选择了用多组透镜准直、棱镜对扩束的泵浦光传输系统方案;对腔体、激光膜层作了概述,具体提出了用平凹腔结构,并把激光膜层直接做在晶体上,可以减少腔内损耗;对YAG-KTP,YVO₄-KTP组合的绿激光器作了研究。在内腔倍频YAG激光器中观察到的实验现象很好地附合理论结果。在YVO₄-KTP的绿激光器中,比内腔倍频YAG激光器较容易得到YAG-KTP组合绿激光器,最大连续输出功率为14.4mW,阈值15.0mW,光-光斜效率为4.1%.YVO₂-KTP绿激光器:最大连续输出120mW,阈值100mW,光-光斜效率为6.3%.     

LD泵浦的室温运转内腔倍频473nm全固态蓝激光器

从理论上分析了准三能级系统固体激光器室温运转的条件以及实现方法,同时给出了实现473nm蓝光发射的方案.报道了用波长808.5nm,功率为2W的半导体激光器泵浦Nd:YAG,采用内腔倍频的方法,在室温下获得946nm波长准三能级连续红外激光输出120mW,以及用BBO晶体倍频获得473nm波长10mW的连续蓝色激光输出.     

半导体泵浦全固体蓝光激光器的研究进展

由于全固体蓝光激光器的广阔的应用前景和潜在的商业价值,使全固体蓝光激光器的研究成为当前激光领域的一个热点.简述了LD泵浦全固体蓝光激光器的发展历史和现状.讨论了产生蓝光的增益介质、倍频晶体、被动调Q晶体和已出现的直腔、"V"型腔及"Z" 型腔的结构.指出了LD泵浦固体蓝光激光器面临的镀膜技术与"蓝光噪声问题"两大困难和其大功率、小型化的发展方向.     

大功率二极管泵浦固体激光器的应用和发展

从二极管泵浦固体激光器(DPSSL)的优势出发,指出了DPSSL向大功率方向发展并在某些领域取代其他类型激光器的趋势;概括介绍了大功率DPSSL的诸多应用领域和广阔的市场前景;并深入分析了实现大功率DPSSL输出的几种成功方案;指出了国内及早进行大功率DPSSL研究的紧迫性。     

LD泵浦固体激光器驱动倍频输出系统调制噪声的研究

阐述了一具体实验现象 :LD泵浦掺钕矾酸钇固体激光器输出激光再驱动 ( KTP)倍频晶体产生倍频绿激光输出的系统 ,存在严重噪声 ,但可通过改变入射角 ,用对应的特定频率调制 ,使噪声降至很小     

激光器在数字散斑干涉系统中的应用

介绍了在数字散斑干涉系统中经常使用的激光器 :He- Ne激光器、半导体激光器和 LD泵浦的固体激光器 ,总结了这几种激光器在数字散斑干涉系统中的应用原理 ,对比了各自的优缺点 ,并提出了一种新的应用领域——在采用数字散斑干涉技术的机器人口型识别系统中 ,应用微片激光器作为光源 ,对该激光器作了分析介绍 ,讨论了它的特点。     

LD端面泵浦铯蒸气激光器的模式匹配

以光纤耦合半导体激光器作为泵浦源,5mm长的铯蒸气池作为激光增益介质,开展了端面泵浦铯蒸气激光器的模式匹配实验研究。分析了泵浦光聚焦光斑半径和聚焦位置对铯激光输出性能的影响。以激光器的工作斜效率和光光效率为指标对各模式匹配参数进行了优化,同时对激光器的阈值泵浦功率进行了研究。结果表明:在一定的激光振荡模束腰下,存在最佳的泵浦光聚焦光斑半径使斜效率最大。此外,聚焦位置在蒸气池中央时有利于提高斜效率和光光效率。对阈值泵浦功率的研究显示,阈值泵浦功率随泵浦光聚焦光斑半径的减小而减小,而且当泵浦光聚焦于蒸气池前端时有利于降低阈值泵浦功率。基于以上研究,获得了一组最佳模式匹配参数,即泵浦光聚焦光斑半径为333μm,激光振荡模束腰为167μm,泵浦光聚焦位置位于蒸气池中央。     

热容运转模式下LD泵浦固体激光器的热效应分析

针对热容运转模式下的固体激光器,对二极管泵浦光强分布进行修正,并且考虑激光介质比热容和热传导率随温度变化的特性,建立了三角均布脉冲LD侧面泵浦固体激光介质的热传导物理模型。利用有限元方法,对激光介质的温度变化过程进行了模拟与分析,并且,与连续泵浦、脉冲泵浦模式下的热稳态固体激光介质的热效应分布进行了对比讨论。讨论结果对热容激光器的设计工作提供参考。     

腔外旋转泵浦的Nd∶YAG固体激光器研究

固体激光器的热管理仍然是高功率激光系统发展的一个持续挑战。在激光系统中增益介质和泵浦光之间引入相对运动是一种高效的热管理方案。针对静止泵浦,旋转增益介质泵浦以及泵浦光旋转泵浦3种泵浦方式,借助有限元数值模拟方法分析了Nd∶YAG晶体的温度分布。泵浦光以800 r/min旋转时,在35 W泵浦功率下,使用标准的热沉冷却技术,晶体的最高温度达到约36 ℃,仅增加约16 ℃,这远低于静止泵浦时的142 ℃。实验设计并演示了一种腔外旋转泵浦的Nd∶YAG激光器,得到了12.2 W的1064 nm连续输出,斜率效率为37.2%,这大于静止时的35.1%,实验结果与理论结果相符合。研究表明,腔外旋转泵浦的固体激光器拥有高效的热管理。     

激光二级管泵浦KTP腔内和频激光器及噪声特性的分析

给出了采用了激光二极管泵浦Nd:YVO₄晶体产生1064nm与1342nm双谱线振荡的实验研究,通过KTP晶体II类相位匹配腔内和频产生输出波长为593.5nm的橙黄色激光的实验.在不同泵浦功率下,测量和分析了该激光器的噪声特性.根据和频激光器输出的纵模结构测量结果与和频光耦合波方程,研究了和频激光器的噪声与参与和频的基频光纵模之间的关系.结果表明:对于激光二极管泵浦Nd:YVO₄激光晶体,KTPII类位相匹配腔内和频激光器,如参与和频的2个波长中有一个波长为单纵模工作,尽管和频光输出为多个纵模,该激光器的输出仍为低噪声状态.如参与和频的2个波长全为多纵模,和频光输出为高噪声状态.在腔内和频过程中,虽然没有倍频过程中的和频引起模式竞争,但参与和频2个基频光的不同模式间的交叉和频和同一波长的不同模式间的增益饱和,也产生了与绿光问题类似的输出噪声和不稳定状态,但噪声特性要好于同类的腔内倍频激光器.     

激光微造型表面固体润滑性能研究

采用声光调Q二极管泵浦固体光源(DPSS)Nd:YAG激光器,在45#钢试样表面进行表面微造型加工。以聚酰亚胺(PI)和二硫化钼(MoS2)复合固体润滑材料作为固体润滑剂,通过两步加温固化黏结工艺成功制备微造型固体润滑试样。在MMW-1A型摩擦磨损试验机上进行光滑无润滑试样、光滑表面固体润滑试样和微造型固体润滑试样的摩擦性能对比试验,以及微造型固体润滑试样在不同转速和压力下的摩擦性能试验。结果表明,在经过激光加工的微凹坑中填充复合固体润滑材料的试样,在摩擦过程中微凹坑中填充的固体润滑材料能有效转移到在摩擦表面,补充消耗掉的润滑材料,因而表现出更好的摩擦学性能。     

半导体激光阵列合束技术的研究

综述了几种典型的半导体激光阵列合束方法,介绍了近年来半导体激光光束合成的最新进展,分析了各种合成方法的技术特点,总结了半导体激光阵列合束技术的发展趋势.研究发现光谱合束技术的输出光束光强分布不随阵列单元数而变化,且在远场和近场均能保持较好的叠加,大大提高了远场光束的亮度,有望成为未来半导体激光光束合成的重要发展方向.     

四程抽运Yb:YAG盘式激光器

报道了激光二极管阵列(LDA)抽运Yb:YAG盘式激光器。Yb:YAG晶体掺杂浓度10-at.%,几何尺寸为Φ10mm×300μm,采用铟焊工艺将其焊接到水冷系统上,用可调式恒温水箱对其进行温度控制。利用蒙特卡罗方法对抽运光斑的大小进行了计算,将反射镜轴向与光纤头轴向夹角控制在120以内,以使抽运光斑半径与基模光斑半径比符合模式匹配原则。使用两个Φ=30mm,R=50mm的球面反射镜,完成了四程抽运。在LDA抽运功率为4.13W时,获得了最高功率为670mW的1030nm连续激光输出,光-光转换效率为16.2% 。     

半导体激光阵列光束整形技术研究进展

光束整形作为提高半导体激光阵列光束质量的有效手段,近年来得到了人们越来越多的关注。综述了几种典型的半导体激光阵列整形技术,详细介绍了近年来半导体激光光束整形的最新进展,分析了各种整形方法的技术特点,总结了半导体激光阵列整形技术的发展趋势。     

线性调频半导体激光定位的研究

本文提出了一种新的半导体激光定位技术,它利用半导体激光器的线性调频特性来实现干涉零点的动态定位。突破了传统白光定位的局限,简化了干涉仪设计,并实现了大范围内的零点捕捉,是一种实用的干涉定位技术。     

新型固态染料激光材料光谱特性的研究

实验制备了改性聚甲基丙烯酸甲酯(MPMMA)和低温无机光学玻璃,并在两种光学基质材料中掺杂了大致相同浓度的激光染料罗丹明B.研究了两类染料掺杂材料的吸收光谱、发光光谱。     

激光熔覆金属基固体自润滑涂层的组织结构

铝合金板料的温成形过程中，为解决模具和铝合金板间的高温润滑问题，开发一种高效、环保的润滑技术非常重要。以Ni45-CaF2-WS2为复合固体润滑材料，分别采用Nd：YAG与CO2激光熔覆技术制备了金属基固体润滑涂层，研究了两种激光熔覆层的组织结构，并分析了两种涂层的组织结构形成机理。结果表明，CO2激光器较Nd：YAG激光器更适合该类涂层的制备。     

高频微锻造对45钢激光淬火层表面性能的影响

本文利用超声频微锻造机构对45钢激光淬火层表面进行了微锻造处理。利用OM、SEM观察了微锻造对45钢激光淬火层表面组织的影响;利用显微硬度计与洛氏硬度计研究了微锻造后45钢激光淬火层表面显微硬度,硬化深度方向的显微硬度。结果表明:高频微锻造处理后,45钢激光淬火形成的明显而规则马氏体组织被锻碎,表面晶粒明显细化。表面显微硬度提高了11.4%,激光淬火强化区深度方向的显微硬度影响深度为0.2 mm,其中0.1 mm处硬度提高了10.0%,0.2 mm处提高了4.5%。     

金属熔覆件侧面激光铣削整形工艺的研究

为提高激光熔覆件的成形质量,采用激光铣削的处理方式来保证熔覆件侧面的光滑平整。为此,对熔覆件侧面铣削进行整形工艺试验研究,选择点间距、激光功率、脉宽和离焦量作为变量,通过正交试验来探究各工艺参数的权重并进行参数优化。用优化后的参数对熔覆件侧面进行铣削加工,得到铣削宽度为0.075mm,面粗糙度为2.319μm。相比原熔覆件,侧面成形质量得到明显改善,证明用激光铣削的方式提高熔覆件成形时侧面的光滑性和平整度是可行的。