端面抽运声光调Q DPL实现重复频率10kHz,峰值功率220kW的脉冲输出

端面抽运的激光二极管抽运固体激光器 (DPL)具有结构简单、体积小、易于实用化等优点。但是高功率端面抽运DPL由于热效应过于集中 ,热透镜焦距非常小 ,往往导致谐振腔的严重不稳。同时较强的热应力还会导致激光介质破损和介质镀膜层的损坏。因此很难实现高重复频率、高峰值功率的调Q脉冲输出。本文采用多项关键技术获得重频 10kHz,峰值功率 2 2 0kW激光输出 ,这些技术包括 :通过非成像耦合系统调整抽运光的空间分布 ,见图 1,使得抽运光尽可能呈均匀的截面分布 ;将Nd∶YAG晶体的抽运端面设计成凹面结构 ,以抵消部分热透镜的作用 ,见图 …     

150kHz生长型复合Nd:YVO4/Nd:GdVO4电光调Q激光器

报道了一种激光二极管(LD)端面抽运生长型复合晶体的RTP电光调Q激光器,实现了最高重复频率150kHz的TEM00模激光输出,并且对比了生长型复合Nd:YVO4和Nd:GdVO4晶体在高重复频率电光调Q激光器中的表现。实验表明在中小抽运功率下,具有更大发射截面和适中上能级寿命的复合Nd:YVO4晶体更容易在高重复频率电光调Q运转下实现高峰值功率的窄脉宽激光输出。在高抽运功率下,相比于复合Nd:YVO4晶体,热性能更加出色的复合Nd:GdVO4晶体更适合作为高重复频率电光调Q运转的激光增益介质。     

激光二极管抽运声光调Q高重复频率532 nm激光器

实现了重复频率高达105kHz的紧凑的全固态声光(A-O)调Q532nm腔内倍频激光器。激光器使用Nd：YVO4作为激光晶体，Ⅱ类匹配的KTP为倍频晶体，声光器件材料为熔融石英，由自制的声光驱动器驱动，其最大射频输出功率为7．5W，重复频率1Hz～105kHz可调。使用1W的激光二极管(LD)抽运，50kHz重复频率下，得到平均功率达224mW的532nm脉冲激光稳定平均输出，总光-光转换效率高达22．4％。低重复频率下，可以实现脉宽为17．2ns，峰值功率为470W，单脉冲能量为8．1μJ的稳定运转。给出了平均功率与重复频率关系的一般公式，并提出即使是在四能级系统中，有效储能时间也并不等于上能级寿命，理论计算结果与实验结果吻合得很好。     

双控声光调Q全固态红外激光器

研制出双控声光调Q全固态红外激光器。应用专门研制的双控驱动器,代替普通声光调Q全固态红外激光器中独立的激光二极管(LD)驱动器和声光Q开关驱动器。在双控驱动器中,抽运源激光二极管和Q开关都工作在与输出激光脉冲相同重复频率的间断工作状态。在每一个周期中,激光二极管在输出激光脉冲前的某一时刻打开,在输出脉冲后的适当时刻关断。声光Q开关在激光二极管打开前的某一时刻开始工作,在激光二极管关闭后的某一时刻停止工作。与普通声光调Q全固态激光器相比,在输出激光脉冲重复频率相同的情况下,双控驱动全固态红外激光器能耗减少50%以上,主要部件温升减少10℃以上,达到热稳定的时间减少到23%,用1 W的激光二极管抽运,得到了脉宽16.8 ns,峰值功率4 kW的无寄生脉冲的激光输出。     

激光二极管抽运Cr^4＋：YAG被动调Q Nd：YVO4激光器的实验研究

对激光二极管(LD)抽运的Cr^4 ：YAG被动调Q Nd：YVO4全固态激光器进行了实验研究。着重研究了抽运功率，Cr^4 ：YAG晶体的初始透过率及其在激光腔中的位置等因素对激光器输出脉冲宽度和重复频率等性能的影响，并对实验结果进行了相应的分析讨论，在理论上加以合理的解释。     

被动与自调Q激光脉冲重复频率的理论和实验

对被动和或自Q激光器的速率方程运用绝热近似方法和Hoff分岔条件进行分析,导出光学参量与脉冲重复频率之间的解析表达式。针对Cr:Nd:YAG调Q激光器的实验数据进行了计算,所得出的理论曲线与实验结果相吻合。     

MOSFET器件并联实验研究

采用图腾柱的驱动方式,设计了应用于IXYS公司的功率MOSFET器件DE375-102N12的驱动电路。单个开关在多脉冲下具有良好的脉冲一致性。以该功率MOSFET器件进行的6个并联实验说明,影响并联的MOSFET的动态均流的主要参数是放电回路中的回路电感和寄生电感,电路板的布局与布线对并联的功率MOSFET有很大的影响,良好的布局可以大大提高电路的性能。     

电光Q开关红宝石激光脉冲展宽的研究

从理论分析了电光Q开关红宝石激光的反转粒子数密度、腔损耗（含激光输出）与光子密度之间瞬态变化关系,导出了脉冲展宽条件。设计出与理论计算结果符合的电光调Q开关驱动电路,该电路在1μs内用3个信号的结合来驱动电子管FM-30工作。大量的实验表明,其结果与理论分析有较好的一致性。该系统得到了700ns的激光展宽脉冲。     

微型高重复频率激光二极管抽运固体激光器的窄脉宽抽运技术

微型化激光二极管(LD)抽运高重复频率固体激光器在工程应用方面总是存在器件散热与体积之间的矛盾。窄脉宽激光二极管抽运技术的使用,不仅提高了产品的光电技术指标,而且将关键元器件的散热功率降到原先的30%,有效地解决了微型元器件散热与体积之间的矛盾,使激光器的整体性能有了显著提高。在工作重复频率2.5 kHz,抽运脉宽120 μs的条件下,实现了峰值功率12.1 kW,脉冲宽度约为7.7 ns,光束质量因子M2约为1.7的激光脉冲输出,并使激光器在－55～＋75 ℃温度条件下长期稳定工作。窄脉宽抽运技术使整机系统存在很大的拓展空间,在用户需要时可将工作重复频率提高到5 kHz,甚至更高。     

低时间抖动的增益开关型被动调Q激光器

被动调Q激光器的输出抖动一般较大,为了降低这一输出时间抖动,同时实现激光器的小型化,可以根据增益开关工作原理,利用电源控制抽运功率密度变化,实现被动调Q情况下的增益开关.根据这一原理研制了环形激光二极管(LD)抽运增益开关调Q激光器.这种新型被动调Q激光器的输出能量为30 mJ,输出脉冲宽度约16 ns.实验中将传统的两套抽运源减少为一套,通过控制电源波形直接形成抽运功率的增益台阶脉冲,减少了影响时间跳动的因素.多发次统计测量结果表明,激光脉冲与电源输出外触发信号的时间抖动小于1 μs.根据测量的抽运预脉冲功率稳定性和阶跃脉冲的瞬时抽运功率计算的输出抖动与实验结果基本相符.     

LD抽运声光调Q 1064nm窄脉宽激光器

激光二极管(LD)抽运固体激光器(SSLs)通过声光(A-O)调Q方法获得的短脉冲激光在激光测距、激光雷达等领域有着广泛的应用。从调Q速率方程出发,通过理论分析与合理的模拟,解释了脉冲输出平均功率和脉冲宽度与反转粒子数密度之间的关系。为了获得脉宽相对较窄的脉冲输出,在平-平谐振腔结构中使用LD单端抽运偏振吸收与发射的Nd:YVO4晶体,在抽运电流为32.6 A,重复频率为33.5 kHz,腔长为62 mm,输出镜透射率为50%的条件下获得了最短脉冲宽度为4.4 ns的脉冲激光输出。在抽运电流为31.6 A,腔长为77 mm的条件下,获得脉冲宽度为5.5 ns、峰值功率为26 kW的1064 nm脉冲激光输出。并且讨论了腔长、重复频率以及输出耦合镜透射率与脉冲宽度的变化关系。     

用于泵浦固体激光器的激光二极管线阵的输出特性

从实验上测量了激光二极管线阵的输出特性,研究了温度、电流对输出功率、光谱特性,以及偏振特性的影响,为设计全固态激光器提供有益的参考。     

激光二极管抽运的高效率Yb:YGG激光器的连续及锁模运转

报道了激光二极管抽运下的高效率Yb:YGG连续及锁模激光器。实验中采用光学浮区法生长的高质量Yb:YGG激光晶体,在6.7 W的入射抽运功率下得到了1.95 W的激光输出,光-光转换效率为29.1%,最大斜率效率为60%。用半导体可饱和吸收镜启动锁模,在没有补偿色散的情况下得到了1 W的激光输出,光-光转换效率为18.2%,脉冲宽度为2.1 ps,中心波长位于1035 nm。     

二极管泵浦Yb:YAG Thin Disk激光器获得16W连续激光输出

近年来，Yb:YAG激光研究已被视为发展高效、高功率二极管泵浦固体激光器的一个主要方向。本文简要分析了Yb:YAG作为增昌质优于Nd:YAG的性质，阐述了Thin Disk激光器的原理，并介绍了我们在国内首次获得16W连续激光（波长1030nm)输出的二极管泵浦Yb:YAG Thin Disk激光器装置及数据。     

355nm和1064nm全固态激光器刻蚀印刷线路板

采用输出功率8 W的355 am Nd:YVO4紫外激光器和50 w的1064 nm Nd'YAG激光器对覆铜板(CCL)和柔性线路板(FPC)进行了刻蚀实验,研究了激光功率密度、重复频率、扫描速度和单脉冲能量等加工工艺参数对刻蚀质量的影响.实验结果表明,由于铜和聚合物材料对紫外激光有更高的吸收率,紫外波段的激光只需要较低的能量就可以将表面铜层刻蚀完全,并且引起的热作用也较小.相反,红外激光加工最大的优势就是对环氧树脂和聚酰亚胺基板的破坏较小,从而适合于表面铜层的去除加工.与此同时,355 nm紫外激光器由于能快速轻易地将厚聚合物基板分离,更适合于印刷线路板(PCB)的切割成型加工.     

二极管泵浦固体激光器热透镜焦距的数值模拟

理论分析了轴对称时,以泵浦光为标准高斯光束,在散热均匀情况下,激光晶体中的三维温度场分布,计算了热透镜焦距。利用Ansys数值,模拟了不同泵浦功率及不同泵浦光半径下,激光晶体中的三维温度场分布,并利用Matlab处理了温度数据,数值计算了热透镜对平行入射晶体端面的平面波产生相位畸变,描绘出热透镜焦距随半径的变化曲线。数值分析得出,热透镜焦距随径向发生变化,出射光波为非球面波,热透镜等效凹面镜不能用单一曲率半径描述,为非球面镜,并研究了泵浦功率和泵浦光半径对热透镜焦距的影响。     

Tm脉冲激光器泵浦的中红外固体激光器

介绍了Tm:YAP脉冲激光器泵浦的中红外固体激光器.首先介绍了Tm脉冲激光器,由实验分析,对YAP固体激光器腔型结构进行优化,确定了适合泵浦ZGPOPO的YAP激光器腔型,得到较理想的2 μm脉冲激光输出.中红外固体激光器由优化后的Tm:YAP激光器泵浦ZGP光学参量振荡器(OPO)组成,最终得到输出功率达瓦级以上的3...     

半导体激光泵浦固体激光器进展

介绍了半导体二极管激光器泵浦固体激光器(DPL)的国际新进展和国内研究动态。指出它在单块集成微型激光器件、超短脉冲激光器注入种籽光源和高功率、大能量超级激光器研究中的潜在优势。用国产DH-LD和MQW-LD泵浦Nd:YAG、Nd:glass、Nd:YLF和NYAB固体激光器,得到激光输出。实现了DPL的增益开关效应、腔内倍频和自倍频。建立了DPL动力学计算机模拟,计算值与实验结果基本一致。     

二极管泵浦固体成像激光雷达的研究

进行了高重复频率的二极管泵浦固体激光雷达的研究,建立了二极管泵浦固体激光雷达系统,研究了高速信号处理系统     

二极管泵浦声光调Q窄脉冲Nd:YAG激光器

研制了采用光纤耦合输出的连续激光二极管端面泵浦声光Q开关Nd：YAG激光器,分析了影响窄脉冲的几个关键因素。测试结果表明,在重复频率1kHz时,获得最窄脉宽为5．5ns,最大峰值功率为76kw;在重复频率20kHz时,最大平均功率为4W(脉宽16ns),斜效率达33．4％。