Cr4+:YAG被动调Q Nd: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808nm，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Cr^4＋：YAG可饱和吸收晶体，被动调Q的阈值功率为119mW，当端面抽运功率为465mW时，获得波长为1064nm，脉宽为16ns，重复频率为18．18kHz，单脉冲能量为3．4μJ，平均输出功率为61mW的稳定调Q激光输出。采用不同初始透射率的Cr^4＋：YAG晶体进行了实验和对比分析。     

Cr4+:YAG被动调Q激光器进展

文中简要介绍了Cr^4 :YAG晶体和可饱和吸收特性，重点介绍了Cr^4 :YAG被动调Q激光器的最新进展，并展望了Cr^4 :YAG被动调Q激光器的发展趋势。     

新型Q开关晶体Cr4+:YAG的生长和被动调Q研究

本文工作采用二价Ca离子作为电荷补偿离子由提拉法生长出了具有高光学质量的调Q开关晶体Cr^4 :YAG。所生长的晶体在空气中退火（1450℃）50小时后，晶体的颜色明显加深，吸收光谱测量表明晶体中的Cr^4 离子浓度得到显著提高。在闪光灯泵浦的Nd:YAG激光器上对不同透过率、退火后的Cr^4 :YAG晶体进行了被动调Q实验。结果表明所生长出的Cr^4 :YAG晶体对Nd:YAG激光器具有很好的调Q作用。     

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。     

激光二极管抽运的被动调Q Nd:GdVO4激光器

利用激光二极管作为抽运源,分别用Cr4+:YAG,GaAs和染料片作为饱和吸收体,研究了Nd:GdVO4激光器的被动调Q特性.Nd:GdVO4晶体尺寸为4 mm× 4 mm× 6 mm,掺Nd浓度为1%.利用小信号透过率分别为91%和95%的Cr4+:YAG,调Q的阈值分别为0.63 W和0.57 W;在抽运功率为3.69 W时,分别得到了脉宽为64 ns,80ns,脉冲能量为3.66μJ,3.41μJ,重复率为325 kHz,378 kHz的稳定调Q脉冲.利用580 μm厚的GaAs调Q的阈值为0.39 W,在抽运功率为3.69 W时,得到了脉宽为7.8 ns,脉冲能量为2.15μJ,重复率为366 kHz的稳定调Q脉冲.利用初始透过率为70%的染料片调Q获得的脉冲最窄,但是其插入损耗大,抽运阈值高,输出也不稳定.     

V3+:YAG被动调Q 1.319 μm全固态激光器

V^3 ：YAG是一种新型的饱和吸收体，利用激光二极管(LD)抽运激光工作物质Nd：YAG，V^3 ：YAG被动调Q，成功地实现了1．319μm全同态激光器的脉冲运转。在1．6W的抽运功率条件下，使用小信号透过率为89％和96％的V^3 ：YAG时，分别获得平均输出功率93mw和192mw，最小脉冲宽度(FWHM)7．9ns和9．2ns，重复频率8．4kHz和27．8kHz，峰值功率大于1．4kW和750W，脉冲能量11μJ和6．9μJ的1．319pm脉冲激光输出，利用示波器的统计功能，测量了脉冲能量和重复频率的稳定度，结果表明4h稳定度均优于5％。     

钕激光器被动调Q技术的发展

被动调Q激光器运转简便、结构简单。在许多方面得到了广泛的应用。本文介绍了被动调Q钕激光器的发展，主要包括被动调Q材料和激光器技术的发展．实验表明，Cr^4 :YAG为代表的掺四价铬离子晶体作为被动调Q元件，可以实现1．0μm波段高重复频率、高峰值功率的脉冲运转，为低成本、中小功率的脉冲激光器指出了具有实际意义的发展道路。     

Cr^4＋：YAG在KDP调Q脉冲Nd：YAG激光器中的应用

在KD^*P主动调Q脉冲Nd:YAG激光器中引入了Cr^4 :YAG晶体，利用其可饱和吸收特性消除KD^*P“漏光”引起的自由振荡，解决了激光医疗中自由振荡脉冲对皮肤的灼伤问题，得到了高质量的调Q输出脉冲和较高的输出能量，对实验结果进行了分析。     

LDA端泵浦短腔Cr^4＋：YAG被动调Q Nd：YAG激光器

采用峰值功率600W的准连续（QCW）激光二极管阵列（LDA）端泵浦Nd:YAG晶体，其耦合装置为自制的微柱透镜阵列和透镜导管，使用Cr^4 :YAG可饱和吸收晶体作为Q开关，并选取长度较短的Nd:YAG晶体，从而使激光腔的长度缩短到11mm，实验研究了在较短的腔长条件下调Q输出多脉波形的时间、空间分布，采用平－平腔结构时，每次泵浦脉冲获得单脉冲输出，脉冲宽度＜4ns，能量4．5mJ。     

被动锁模Cr4+:YAG激光器的噪声分析

锁模固体激光器的激光输出脉冲的频率和强度随激光器的噪声出现非常大的波动，限制了激光器系统在许多方面的应用。理论上分析了被动锁模Cr^4-：YAG激光器的噪声形式和产生原因，从被动锁模Cr^4-：YAG激光器的脉冲传播方程出发。得到了带噪声的非线性薛定谔方程，依据这个方程的类孤子解，推导出被动锁模Cr^4-：YAG激光器腔内在噪声影响下脉冲的振幅和相位波动的线性扰动方程。对这个方程作了逼近解，得出振幅和相位波动的表达式和相应的噪声谱，可对实际的被动锁模Cr^4-：YAG激光器输出脉冲的噪声进行控制。     

Cr4+:YAG小信号透射率对被动调Q激光脉冲的影响

根据被动调 Q 速率方程,研究了Cr4 :YAG 小信号透射率与腔内透镜反射率对输出激光的峰值功率、脉冲宽度和重复频率的影响.结合实验,给出了在被动调 Q 激光器设计中,一定抽运功率下,如何选择不同小信号透射率的可饱和吸收体与腔镜反射率,来满足输出激光脉冲在峰值功率、脉冲宽度和重复频率三方面的要求.     

双钨酸钇钠晶体Cr^4＋：YAG被动调Q激光特性

采用氙灯泵浦，首次实现了掺钕双钨酸钇钠（Nd:NYW）晶体以Cr^4 ：YAG作为被动调Q元件的1.064um激光运转，测量了不同小信号透过率及不同泵浦能量下激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度和重复率，以GdCOB为倍频晶体，首次实现了Nd:NYW晶体的倍频调Q运转，测量了0.53um调Q脉冲绿光的输出能量和脉冲宽度。     

LD抽运的Nd:YLF/Cr4+:YAG被动调Q激光器

报道了激光二极管（LD）抽运的Nd：YLF激光器,采用平凹腔结构,分别用两片Cr^4＋：YAG可饱和吸收晶体,实现了被动调Q,输出激光波长为1053nm。采用厚度为0．5mm小信号透过率为90％的Cr^4＋ YAG,在泵浦功率最大为17W时,输出脉冲宽度为60．6ns,平均功率为1．5W,重复频率为9．5kHz,单脉冲能量为157．9mJ;采用厚度为0．55mm小信号透过率为95％的Cr^4＋ YAG,在泵浦功率最大为17W时,输出脉冲宽度为68．6ns,平均功率为1．35W,重复频率为14kHz,单脉冲能量为96．4mJ。     

二极管泵浦被动调Q激光器

文章阐述了被动调Q晶体Cr4 + ∶YAG小信号透过率与最大透过率的关系,研究了激光 器的输出镜最佳反射率与晶体最佳小信号透过率的关系。采用环形二极管激光器泵浦YAG,利用角锥棱镜作为全反镜, Cr4 + ∶YAG作为被动Q开关,实现了脉冲重复率20Hz,稳定输出能量200mJ,脉冲宽度11ns。     

LD端面抽运矩形截面YAG-Nd:YAG复合晶体热效应

通过对LD端面和射复合晶体工作特点分析,建立了符合实际工作情况的热模型,利用热传导方程一种新求解方法,提出了矩形截面复合晶体的温度场分布和端面热形变场通解表达式。研究结果表明,当使用输出功率为18W LD端面中心入射复合晶体YAG-Nd：YAG（YAG部分为2mm,Nd：YAG部分掺Nd^3＋质量分数为1%）时,在抽运端面中心获得101.35℃最高温升（比全部掺杂Nd：YAG晶体降低了22.3%）和2.61μm最大热形变量。得出了复合晶体可以有效降低晶体中最高温升,但是不能减少晶体端面热形变的重要结论。     

小型被动调Q二极管泵浦固体激光器

根据被动调Q速率方程模拟了Cr4 :YAG晶体被动调Q的输出特性,给出了输出脉冲宽度和能量.介绍了一种采用一体化设计的激光器,体积较小,并可稳定工作于1~40Hz,输出能量大于11 mJ,脉冲宽度5.2ns,发光时刻稳定性小于2.5μs,环境温度适应性:-40～ 55℃.