高功率单频LBO腔内倍频461nm钛宝石激光器

利用全固态单频绿光激光器作为抽运源抽运钛宝石晶体,采用六镜环形谐振腔结构。在谐振腔内插入I类临界相位匹配的LBO晶体进行腔内倍频,TGG晶体和宽带半波片(HWP)组成的光学单向器保证单频运转。加入三片厚度分别为1、2、4 mm的双折射滤波片组合和一片0.25 mm的控温标准具片作为调谐元件,实现了高功率单频可调谐461 nm蓝光钛宝石激光器。在14 W的抽运功率下,选取LBO倍频晶体的最佳长度为7.3 mm时,获得了最大功率为1.02 W的单频可调谐蓝光输出,中心波长为460.86 nm,3 h内其长期稳定性优于±1.3%,光束质量得到了明显的改善,其M2因子优于1.59,蓝光最大调谐范围为20 nm。     

可调谐全固化折叠腔单频倍频Nd:YVO4激光器

采用三镜折叠腔,使用KTP晶体进行内腔倍频,在激光谐振腔内插入标准具,利用标准具的选模调谐特性和激光晶体自身的标准具作用,设计并研制了LD抽运连续内腔倍频可调谐Nd:YVO4全固化激光器,实现了稳定的单频绿光输出,抽运功率1.5W时最大单频绿光输出40mW,频率可调谐范围约200GHz.     

可调谐全固化折叠腔单频倍频Nd∶YVO_4激光器

采用三镜折叠腔 ,使用KTP晶体进行内腔倍频 ,在激光谐振腔内插入标准具 ,利用标准具的选模调谐特性和激光晶体自身的标准具作用 ,设计并研制了LD抽运连续内腔倍频可调谐Nd∶YVO4 全固化激光器 ,实现了稳定的单频绿光输出 ,抽运功率 1 5W时最大单频绿光输出 40mW ,频率可调谐范围约 2 0 0GHz。     

1.1μm波段Nd:YAG激光运转及其腔内倍频

为了提高Nd：YAG／LBO腔内倍频黄光激光器输出功率的稳定性,通过在腔内插入FP标准具选择出单-激光谱线来实现,同时通过FP标准具的角度调谐还得到了1．1μm波段3条分离谱线的单独倍频运转。用2WLD抽运Nd：YAG,腔内加入150μm厚的熔石英FP标准具,先通过F—P标准具放置角度的调节获得单一谱线的基频光运转,再通过LBO腔内倍频获得高稳定性的黄光输出,在1．6W的抽运功率下,556nm、558nm和561nm的输出功率分别为85mW、65mW和71mW,光光转换效率分别为5．31％、4．06％和4．68％。     

绿光泵浦的黄光波段可调谐窄线宽光学参量振荡器

为实现波长可调谐的窄线宽黄光波段激光输出,设计搭建了以倍频声光调Q Nd:YAG激光器的532 nm脉冲绿光输出为泵浦源、以II类相位匹配磷酸钛氧钾（KTP）晶体为非线性介质的折叠腔光学参量振荡器（OPO）。首先产生腔内振荡的近红外可调谐闲频光,在此基础上基于LBO晶体I类非临界相位匹配方式对OPO的闲频光进行内腔倍频,得到波长调谐范围587.2~595.2 nm的黄光波段输出。为改善OPO光谱特性,在OPO闲频光谐振腔内插入熔融石英标准具,有效压缩了OPO输出黄光的光谱线宽。绿光泵浦源脉冲重复频率10 kHz、平均功率24.0 W下在波长591.2 nm处获得了最高黄光输出功率2.89 W,光束质量因子M2=3.4,从532 nm泵浦光到黄光输出的转换效率为12.0%,脉冲宽度37 ns,对应峰值功率7.8 kW。此时黄光光谱半高全宽为0.15 nm,相比未在OPO腔内插入标准具自由运转状态下的光谱得到明显改善。     

全固态高平均功率宽调谐掺钛蓝宝石激光器

介绍了以激光二极管抽运Nd：YAG晶体的倍频激光器为抽运源，高平均功率准连续运转的全固态宽调谐掺钛蓝宝石(Ti：sapphire)激光器。自由运转时，在抽运光功率为16W，透过率为30％时，获得了最高6．44W的掺钛蓝宝石激光输出，相应光-光转换效率大于40％。为了获得宽波段可调谐激光输出，采用石英布氏棱镜对作腔内色散元件，通过调节输出镜获得了调谐范围740～880nm，线宽约1nm的宽波段输出。在抽运光功率为11．5W时，最高输出功率为2．87W，相应的光-光转换效率为25％。作为对比，又研究了重火石棱镜作为腔内色散元件时，掺钛蓝宝石激光器的调谐输出特性，实验表明输出激光的线宽明显变窄，但输出功率却显著下降。     

Nd:GdYVO4与Nd:YVO4的激光特性比较

在相同的实验条件下,分别采用平平直腔和V型折叠腔对比了Nd:GdYVO4和Nd:YVO4两种晶体的基频和腔内倍频特性.采用平平直腔在抽运功率为10.64 W时分别获得了5.35 W、6.29 W的1.06 μm基频输出,光-光转换效率达50.3%、59.1%,斜效率达58.1%、68.8%;采用V型折叠腔KTP腔内倍频,在抽运功率为6.71 W时分别获得了1.73 W和2.34 W的稳定倍频绿光输出,光-光转换效率达25.8%、34.9%.比较得出,Nd:GdYVO4-KTP绿光激光器的平均输出功率及稳定性均低于Nd:YVO4-KTP绿光激光器.     

LD抽运的高效率内腔倍频绿光激光器

提高绿光总体效率具有重要意义.目前,半导体抽运的绿光单台最高输出功率已经达到315 W,倍频最高效率达到82%. 我们分析了端面抽运情况下抽运光耦合系统的设计,得出了最佳聚焦光斑尺寸,并且指出抽运光斑尺寸对激光器单模运转特性的影响,光斑尺寸并非越小越好,应该综合考虑选取抽运光斑的尺寸为稍大于腔内基模振荡光的光斑尺寸,以便实现最佳模式匹配,同时能够单模运转.对LD抽运的固体激光器声光调Q内腔倍频进行了理论研究,指出降低腔内基波的损耗是提高谐波转换效率的关键.实验采用简单直腔,在输入LD抽运光12 W的情况下,利用4 mm×10 mm的YAG晶体,在放入声光开关10 kHz的重复频率下,1064 nm输出2.6 W;采用KTP晶体内腔倍频得到了532 nm绿光2.1 W的输出功率,在声光调Q情况下基频-倍频光的转换效率超过80%,光-光效率达到17.5%,为今后实现大功率绿光的运转打下了一定的基础.(OC1)     

可调谐全固态Nd:YVO4/LBO倍频连续671nm环形激光器

描述了一种可调谐全固态Nd:YVO4/LBO倍频连续671nm环形激光器的结构参数和相关实验研究。激光器采用四镜环形腔结构,利用880nm激光二极管(LD)端面抽运YVO4-Nd:YVO4复合晶体和Ⅰ类相位匹配的LBO倍频方式,加入TGG旋光器和λ/2波片组成的光学单向器实现单向运转,通过对法布里-珀罗(F-P)标准具角度和腔镜压电晶体电压的调节实现了激光输出波长671nm附近的调频。在抽运功率为23W,吸收抽运功率为14.5W时,输出单频671nm连续红光最高功率为1.08W,光-光转换效率为7.4%;加标准具调谐时,获得了最高功率为738mW的可调谐红光输出。     

激光二极管抽运的Nd:NYW/LBO绿光激光器

报道了用激光二极管(LD)抽运的掺钕钨酸钇钠[Nd3 :NaY(WO4)2](简称Nd:NYW)绿光激光器。腔内采用Ⅰ类临界相位匹配LBO(LiB3O5)作为倍频晶体,阈值抽运功率为410mW,在抽运功率为1.5W时获得了87mW的530nm连续激光输出,基频光-光转换效率大于25%,斜率效率为7.98%。     

一种基于铌酸锂晶体的高效紧凑腔内倍频绿光激光器

基于周期极化铌酸锂(PPLN)晶体提出并设计了一种高效紧凑腔内倍频绿光激光器。该激光系统采用808 nm激光二极管(LD)端面直接抽运Nd∶YVO4晶体,进而利用极化周期为7μm的PPLN晶体倍频产生532 nm绿光。通过在Nd∶YVO4和PPLN晶体端面镀膜构成激光腔镜,无需采用任何光学透镜、反射镜等分立光学元件,大大降低了系统体积和成本。实验结果显示,当激光器谐振腔腔长为12 mm,抽运功率为4.1 W时,绿光输出功率可达1.343 W,相应的光-光转换效率达32.8%。当LD抽运功率稳定在3.33 W时,2 h内的绿光输出功率波动小于5%。     

基于新型两级集成光学声光可调谐滤波器的环形腔掺铒光纤激光器

设计了一种以新型两级集成光学声光可调谐滤波器(IAOTF)为调谐元件的环形腔单偏振输出可调谐掺铒光纤激光器,它具有结构简单、调谐方便、调谐速度快和调谐范围大的优点。在对该集成光学声光可调谐滤波器滤波特性进行分析的基础上,在忽略放大的自发辐射(ASE)和激发态吸收情况下,对该激光器的特性参量如线宽、输出功率、斜率效率、阈值抽运功率等进行了分析。当抽运功率为100 mW,射频为175 MHz时,激光器输出中心波长为1550 nm,最大输出功率约6.34 mW,斜率效率为7.19%,半峰全宽(FWHM)为0.1 nm。当声波频率每改变0.1 MHz时,激光器输出中心波长改变约为0.88 nm,由于集成光学声光可调谐滤波器的滤波范围很大(当声波频率变化20 MHz时,滤波范围为180 nm),所以激光器的调谐范围仅取决于掺铒光纤的增益带宽。     

LD抽运腔内倍频Nd∶YVO4/KTP绿光激光器的本征态分析

利用空间广义琼斯矩阵方法分析激光二极管 (LD)抽运腔内倍频Nd∶YVO4/KTP绿光激光器基频光的本征态 ,获得了腔内光场的偏振态和本征频率 ,并用此理论合理地解释了腔内加入布氏片获得稳定绿光激光输出的实验现象     

基于窄线宽光栅的光纤激光器倍频技术

高功率连续绿光激光器在激光显示、生物医疗、有色金属加工等领域有着重要的应用,该研究课题已经成为激光领域的研究热点.为了实现高功率、高效率连续绿光激光的输出,利用窄带光纤光栅搭建了高功率光纤激光器,并以此为基频光源进行倍频技术的研究,得到了带宽小于50 pm的基频光纤激光器,输出功率可达100W.利用该基频激光以腔外单程方式倍频KTP晶体,实现了11.6W的532 nm绿光输出,倍频效率为11.6％;利用偏振棱镜将该基频光起偏后得到线偏振光,对透过偏振棱镜的p偏振光进行倍频实验,得到532 nm倍频光的输出功率可达7.3W,倍频效率为14.2％.以上实验证明利用窄线宽光栅来控制基频光源的光谱带宽,可提高光纤激光器的倍频效率,若将经偏振棱镜分光后被反射出去的s偏振光进行倍频,可得到532 nm绿光,利用合束技术将两束绿光进行合束,有望将绿光功率提高至14 W以上.     

周期极化钽酸锂倍频窄谱线全光纤连续激光放大器特性

通过准相位匹配技术,采用1μm波段高功率窄谱线连续光纤激光放大器抽运高二次谐波转换效率周期性极化晶体,是实现高光束质量、小型化、高功率连续绿光激光器的一个非常有前途的方向。实验自主研发了高效率主振荡功率放大(MOPA)全光纤保偏放大模块,获得中心波长为1064.25nm,线宽为0.035nm的30 W连续线偏振激光,并以此作为基频光抽运国产周期极化钽酸锂(PPSLT)晶体进行了外腔单通倍频实验。保持PPSLT晶体的控制温度为145.6℃,在抽运光功率为21.5W时得到了2.1W的绿光输出。实验分析了温度、基频光功率密度和Boyd-Kleinman聚焦因子对倍频光转换效率的影响。实验过程中没有出现饱和现象,进一步提高抽运功率有望获得更高功率的绿光。     

外腔谐振倍频8.7W连续单频绿光技术研究

基于Pound-Drever-Hall外腔谐振倍频技术,实现了单频、连续1064nm基频光的高效倍频转换。精确锁定环形倍频腔腔长,利用I类非临界相位匹配三硼酸锂晶体获得了最高8.73 W的倍频绿光输出,倍频效率为68.9%。在此基础上,研究了倍频绿光的波长锁定与调谐特性,当30min内波长锁定均方根值小于3fm时,实现了输出绿光波长在532.15~532.50nm范围内的连续可调。采用自外差拍频法测量了单频绿光的光谱特性,谱线线宽为18.7kHz,光束质量因子为1.25,光束质量优异。     

全固态高输出功率单频Nd:YVO4/KTP激光器

利用光纤耦合输出的半导体激光器(LD)端面抽运Nd∶YVO4晶体,激光谐振腔采用四镜环形腔结构,通过KTP晶体内腔倍频,获得了高功率全固态连续单频绿光激光输出。根据临界相位匹配下椭圆高斯光束的倍频理论,通过旋转Nd∶YVO4晶体的方向选取合适的基频光偏振方向,使KTP晶体的走离角所在平面与谐振腔弧矢面平行,可提高内腔倍频转换效率。当抽运功率为20 W时,激光器最大单频绿光输出功率达4.8 W。作为对比,控制基频光偏振方向使KTP晶体的走离角所在平面与谐振腔子午面平行时,激光器最大单频绿光输出功率为4.1 W。对比两种情形下的实验结果,激光器的光-光转换效率从21.8%提高到25.5%。     

二极管泵浦Yb：YAG thin disk激光器调谐及腔内倍频的研究

研究了半导体激光二极管泵浦 Yb:YAG 薄片激光器的调谐和腔内倍频.通过在激光谐振腔内插入石英双折射滤光片,对激光中心波长进行调谐,调谐范围为 1020.5 nm到1034.7 nm;采用折叠腔,使用Ⅰ类临界相位匹配的LBO晶体腔内倍频,室温下得到2.5 W连续515 nm绿光输出,1小时内绿光最大输出功率的波动小于1%.     

腔外倍频可调谐连续671nm环形激光器

描述了一种可调谐全固态腔外倍频连续671 nm环形激光器的结构参数设计和相关实验研究.采用"8"字环形腔的腔外谐振倍频结构,并基于PDH(Pound-Drever-Hall)锁频技术对外部谐振腔进行腔长锁定,实现激光腔外倍频输出.利用可调谐1342 nm连续光作为基频光光源,在1.3 W基频光输入时,获得650 mW的...     

掺钕保偏光纤激光器腔内倍频实验研究

从双包层光纤激光器的速率方程和光传输方程出发,数值模拟得到泵浦功率20 W时最佳增益光纤长度。在此基础上,采用线型直腔结构,通过透镜耦合的方式,用808 nm半导体激光器对掺Nd3+熊猫型保偏双包层光纤进行端面泵浦,获得1060 nm连续偏振的基频光输出,其线宽小于5 nm,光-光转换效率达到50%;之后,采用腔内插入KTP晶体的方式对基频光进行倍频获得530 nm的绿光输出,其线宽小于3 nm,倍频效率达到20%。在20 W的入纤功率泵浦下,得到2 W的530 nm连续绿光输出。