用Cr:YAG被动调Q的Yb:YAG激光

用连续钛宝石激光器作抽运源,在室温下用Cr4+:YAG作可饱和吸收体实现了Yb:YAG晶体的被动调Q激光输出。实验中获得了在1.03μm平均功率为55mW和脉宽(FWHM)为0.35μs的被动调Q激光。Cr:YAG的初始透过率对Yb:YAG被动调Q激光的脉宽(FWHM)和重复率有一定影响。实验表明Yb:YAG晶体是一种有前景的结构紧凑、高效和全固化的被动调Q激光晶体。     

Cr,Yb∶YAG微片的自调Q激光特性

用连续钛宝石激光器作为抽运源 ,在室温下实现了Cr ,Yb∶YAG晶体的自调 Q 激光输出。实验过程中 ,获得了在 1 0 3μm平均功率为 35mW和脉宽 (FWHM )为 0 4μs的自调 Q激光。实验表明Cr,Yb∶YAG晶体确实把Cr4 +离子的可饱和吸收特性和Yb3 +的激光增益特性结合到了一起 ,实现了自调Q激光输出 ,使Cr,Yb∶YAG晶体成为一种新型的全固化自调Q激光晶体。     

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。     

Cr,Yb:YAG微片的自调Q激光特性

用连续钛宝石激光器作为抽运源,在室温下实现了Cr,Yb:YAG晶体的自调Q激光输出。实验过程中,获得了在1.03μm平均功率为35mW和脉宽(FWHM)为0.4μs的自调Q激光。实验表明Cr,Yb:YAG晶体确实把Cr4+离子的可饱和吸收特性和Yb3+的激光增益特性结合到了一起,实现了自调Q激光输出,使Cr,Yb:YAG晶体成为一种新型的全固化自调Q激光晶体。     

二极管抽运高重复频率被动调QNd∶YAG激光器

对采用Cr4 ∶YAG作为被动调Q元件的二极管抽运Nd∶YAG激光器的输出特性参数进行了计算机模拟,模拟计算了在不同抽运能量、不同Cr4 ∶YAG晶体的初始透过率、不同谐振腔的输出耦合率条件下,激光输出能量和脉宽的变化规律,根据模拟结果,选用参数优化的Cr4 ∶YAG晶体和谐振腔,实现了单脉冲能量为13mJ,脉宽为12ns,重复频率达到100Hz的调Q激光输出。     

Yb∶YAG陶瓷强化Cr,Yb∶YAG自调Q微片激光器性能研究

报道了通过键合Yb∶YAG激光陶瓷来强化Cr,Yb∶YAG自调Q微片激光器激光性能的研究结果。实现了Yb∶YAG/Cr,Yb∶YAG自调Q微片激光器的激光输出。当吸收抽运功率为7.1W时获得了0.53W的自调Q激光输出,对应的光-光转换效率为7.5%。在实验中获得了脉冲能量大于25μJ、脉冲宽度小于3ns、峰值功率高达9kW的自调Q激光脉冲输出。同时研究了输出耦合镜透射率对Yb∶YAG/Cr,Yb∶YAG自调Q微片激光器激光性能的影响。     

激光二极管抽运Nd∶YAG/Nd∶YVO_4共轴双晶体Cr∶YAG被动调Q激光器

报道了一种由激光二极管抽运的Nd∶YAG/Nd∶YVO4共轴双晶体的Cr∶YAG被动调Q激光器,利用这种方式相比于传统的Nd∶YAG/Cr∶YAG激光器提高了输出激光的偏振比,在非线性频率变换过程中得到了更高的转换效率,当抽运功率为10 W时获得了2.8 W的被动调Q 1064 nm激光输出,偏振比大于80∶1,激光重复频率为15 k Hz,脉冲宽度为7 ns,采用LBO作为非线性频率变换晶体,最终获得了223 m W的355 nm紫外激光输出。     

NYAB晶体Cr4+∶YAG被动调Q的激光特性研究

采用氙灯泵浦,Cr4+∶YAG被动调Q, 实现了自倍频晶体NYAB调Q激光运转,测量了Cr4+∶YAG不同小信号透过率及不同泵浦能量下绿激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度、重复率,给出了描述NYAB晶体Cr4+∶YAG调Q工作原理的耦合波方程组,数值求解该方程组所得的理论结果与实验值相符.     

双调Q复合腔Nd∶YAG-Cr4+∶YAG激光器的研究

报道一种有实用价值的、构思新颖的双调Q ,双波长输出的Nd∶YAG Cr4+∶YAG激光器。在由两个平凹腔耦合而成的复合腔中 ,Cr4+∶YAG晶体既作为可饱和吸收体对Nd∶YAG发射的 1 0 6 μm激光被动调Q ,又作为增益介质在 1 0 6 μm激光脉冲作用下发射中心波长 1 4 4 μm的激光脉冲。该激光器实现了 1 0 6 μm激光被动调Q和 1 4 4 μm激光增益调Q的双波长激光振荡 ,输出的 1 0 6 μm和 1 4 4 μm激光脉冲的能量和脉冲宽度分别为 18mJ,5 2ns和0 2 5mJ,19ns ;后者的脉冲宽度约为前者的三分之一。理论上 ,根据Cr4+∶YAG的能级结构和复合腔特点 ,分析了双调Q的工作机理 ;从速率方程出发导出双调Q复合腔激光器输出的 1 4 4 μm激光脉冲宽度和腔内 1 0 6 μm激光功率的关系。 1 4 4 μm激光脉冲时间宽度的理论计算值 ( 2 1 7ns)与实验结果 ( 19ns)基本相符。     

基于被动调Q固体激光器的激光点火系统的研究进展

稀薄燃烧是一种先进的燃烧方法,采用稀薄燃烧技术可以使发动机在减少废气排放的同时提高热效率。稀薄燃烧催发了激光点火技术的应用。最近几十年,脉冲宽度短、峰值功率高的被动调Q固体激光器得到了飞速的发展,特别是采用掺钕离子(Nd3+)和镱离子(Yb3+)的激光材料作为激光增益介质,用Cr4+∶YAG作为被动调Q开关的微片固体激光器在激光点火研究方面取得了长足的进展。系统地介绍了激光点火的机理和应用于激光点火的基于Nd∶YAG/Cr4+∶YAG与Yb∶YAG/Cr4+∶YAG的被动调Q固体激光器的最新研究进展,以及两类被动调Q激光器在激光点火应用中的优缺点,并指出了Yb∶YAG/Cr4+∶YAG被动调Q微片激光器在激光点火应用中的优势、需解决的问题及发展方向。     

Cr~(4+)∶YAG-Nd~(3+)∶YAG复合型单晶光纤及其被动调Q激光器

研究了被动调Q激光器选用激光加热基座法(LHPG)生长的Cr4+∶YAGNd3+∶YAG一体化复合型单晶光纤。初步实验结果表明该单晶光纤完全满足全固化被动调Q激光器的要求。对配置两种不同结构输出镜时分别对应的输出光束的特性进行了观测。已实现了脉宽9ns,最大平均输出功率达19mW,频率为10kHz的调Q激光。     

小型热传导冷却(Nd，Ce)∶YAG激光器热稳定性研究

在小型Cr4+∶YAG被动调Q热传导冷却(Nd,Ce)∶YAG激光器中,采用定向反射器取代平行平面腔中的全反射镜,大大提高了器件的热稳定性,获得了重复频率5pps的激光输出,单脉冲激光能量输出20～25mJ,调Q激光脉宽15ns,束散3～5mrad,工作温度范围－40℃～+55℃,激光器总长度小于130mm。     

主被动调Q-锁模Nd∶YAG激光器的实验研究

对脉冲氙灯泵浦的调Q-锁模Nd∶YAG固体激光器进行了实验研究。比较和分析了声光主动锁模、Cr4 ∶YAG晶体被动调Q-锁模以及这两种机制联合锁模情况下Nd∶YAG激光器的输出特性。在Cr4 ∶YAG晶体被动调Q-锁模时得到了深度80%以上的锁模输出,但是锁模不完全,且波形和能量稳定性低,脉宽为1.9~3.6ns。而主被动联合锁模克服了这一缺点,可获得幅值和能量抖动小于±5%、锁模深度100%、脉宽小于650ps、能量近300mJ的超短脉冲输出。     

LD泵浦Yb∶YAG固体激光器研究进展

Yb3+离子掺杂YAG晶体(Yb∶YAG)作为一种性能优良的激光晶体已广泛应用于高效、 高功率激光领域,在光纤温度传感器、激光切割钻孔以及军用领域都具有重要的应用价值。本文分析了Yb∶YAG作为激光增益介质的优势,对近年来国内外激光二极管泵浦Yb∶YAG激光器的研究进展进行了总结,分别介绍了Yb∶YAG透明陶瓷激光器、掺镱光纤激光器,可调谐Yb∶YAG激光器、Yb∶YAG薄片激光器以及双波长Yb∶YAG激光器的最新研究情况,并对其发展前景进行了展望。     

小型Cr~(4 )∶YAG调Q重频热传导冷却(Nd,Ce):YAG激光器研究

对小型Cr4 ∶YAG被动调Q重频热传导自然冷却 (Nd ,Ce) :YAG激光器进行了理论与实验研究。采用氙灯泵浦 ,注入能量 3.6～ 4 .8J ,实现重频 (2～ 5pps)单脉冲能量输出 10～ 15mJ ,最大单脉冲输出能量 2 5mJ ,脉宽 6～ 12ns ,对应的静态能量输出 2 0～ 30mJ ,动静比达 50 % ,实现了器件的小型化和工程化 ,器件工作的环境温度范围达 6 0℃～ - 4 0℃ ,可用于机载激光测距。     

凸-ARR非稳腔中Cr~(4+)∶YAG调Q激光器的研究

在带抗共振环 (Anti resonantRing ,ARR)的非稳腔Nd∶YAG激光器中 ,采用Cr4+ ∶YAG作为被动调 Q 元件 ,获得单脉冲能量 >85mJ,脉宽 40ns和能量起伏 0 4%的高能量、高稳定调Q激光脉冲。同时对平 凸非稳腔和平 平介稳腔进行实验比较 ,并对腔型和实验结果进行了初步分析。     

Cr,Nd∶YAG晶体获得自调Q单纵模激光输出

用钛宝石激光器泵浦单块Cr4 +,Nd3+∶YAG晶体获得了 1.0 64μm的自调Q激光输出。激光输出的模式是稳定的单纵模 ,泵浦的阈值功率为 90mW ,脉冲宽度 (FWHM)为 12ns ,斜率效率高达 2 2 %。这种把激光增益介质和可饱和吸收体结合到一起的自调Q激光晶体的研究将有利于固体激光器的全固化、集成化和实用化     

高掺杂浓度Yb∶YAG晶体的生长及光谱性能

应用中频感应提拉法生长了掺杂浓度高达 5 0at. %的Yb∶YAG晶体 ,研究了室温下Yb∶YAG晶体的吸收和发射光谱特性以及荧光寿命 ,在 939nm和 96 9nm处存在Yb3 + 离子的 2个吸收带 ,能与InGaAs激光二极管(LD)有效耦合 ,适合激光管二极抽运。其荧光主峰位于 10 32nm附近 ,Yb∶YAG晶体的荧光寿命为 390 μs。比较了高掺杂与低掺杂Yb∶YAG晶体的光谱参数 ,指出高掺杂Yb∶YAG晶体是一种很有前景的高功率激光增益介质     

Cr4+∶YAG被动调Q激光器脉冲输出特性研究

研究了Cr4+∶YAG被动调Q激光器脉冲输出特性,通过Cr4+∶YAG跃迁吸收的速率方程模型,模拟分析了Cr4+∶YAG初始透过率和晶体长度对激光输出脉冲宽度的影响,并利用氙灯泵浦Nd∶YAG激光器进行了被动调Q实验。结合模拟结果分析了产生激光多脉冲的现象,通过对被动Q开关参数的优化,获得了激光脉冲宽度约为17.5 ns,单脉冲能量为195 mJ的稳定激光脉冲输出。     

侧面抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的激光特性

实验研究了激光二极管阵列(LDA)侧向抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的准连续及被动调Q激光输出特性。该陶瓷激光器采用LDA侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,陶瓷棒抽运区域长度为20 mm,其总尺寸为3 mm×35 mm,掺杂原子数分数为~1%。在千赫兹准连续运转条件下,当平-平谐振腔的输出耦合镜透过率为47.3%时,获得最大平均功率23 W的1064 nm激光输出,光束发散角为4.5 mrad,斜率效率达12%。在谐振腔内插入Cr4 ∶YAG晶体作为被动调Q开关,成功地实现了陶瓷激光器千赫兹重复频率调Q激光脉冲输出,当Cr4 ∶YAG晶体初始透过率为60%时,输出激光脉冲宽度(半峰全宽)可窄至14.5 ns,调Q动静比约为40%。