倍频掺Yb光纤激光器研究

采用KTP晶体对掺Yb3+脉冲光纤激光器输出的1064 nm脉冲激光进行腔外倍频,当红外平均输入功率为10 W,重复频率为20kHz,脉冲宽度为169+4 ns时,获得了532 nm,平均功率为1780 mW,脉冲宽度为121+4 ns的绿光输出,倍频转换效率为17.8%.     

CD~*A倍频技术的实验研究

用电光调Q的YAG激光振荡-放大系统作为基波光源做实验,以GD~*A作倍频元件,获得双向倍频输出能量160毫焦耳,单向倍频输出127毫焦耳。脉宽15毫微秒,转换效率36％,如果YAG激光采取选模,则倍频效率可以提高到60％。实验测得温度匹配曲线,其中最佳匹配温度102.8℃,温度匹配的半宽度⊿t=4.26℃。 CD~*A按照45°Y,90°Z切割,长12毫米,密封在一个恒温槽里的中心位置,温度可调范围40～130℃,温度波动<0.1℃。恒温槽的二端窗口被膜片密封,输入膜片对1.06微米高透,对0.53微米全反;而输出膜片对0.53微米高透,对1.06微米全反。这样既能提高恒温槽的温度稳定性和更好地防潮,又能实现双向倍频,同时把CD~*A端面的反射光和散射光得到充分利用。     

用Nd∶YAG激光器产生紫外光

波长266毫微米的紫外光的高功率脉冲通过下述方法产生,先把Nd∶YAG激光器产生的1064毫微米波长倍频为532毫微米,再用磷酸二氢铵(ADP)把这种绿光倍频为266毫微米。在266毫微米上得到的单高斯型横模的峰值功率为310瓦,而波长532毫微米的入射光之峰值转换效率为54％。重复率为1千赫时,紫外光的平均功率约为35毫瓦。这种脉冲近似三角形其宽度为250毫微秒。这是一种高功率高重复率相干紫外光的新光源。     

138 W窄脉宽全固态绿光激光器

报道了绿光平均功率达138 W的声光调Q内腔倍频全固态Nd∶YAG绿光激光器。为了进一步提高绿光激光器的输出功率以及压窄脉宽,通过倍频晶体相位匹配角随温度变化的分析以及腔型的研究,设计并优化了U型谐振腔。实验中采用两个聚光腔,每个聚光腔由35个20 W的高功率激光二极管(LD)侧面抽运Nd∶YAG棒,利用Ⅱ类相位匹配KTP晶体腔内倍频,实现了高平均功率内腔倍频激光器的稳定运转。在两个聚光腔的激光二极管抽运电流分别为18.5 A,20.5 A时,获得了重复频率为10 kHz,脉冲宽度优于49 ns,输出功率为138 W的高功率、高重复频率、窄脉宽绿光(532 nm)输出,光-光转换效率为14.1%,不稳定度为±2.8%。     

激光二极管侧面抽运调Q倍频Nd:YAG激光器

对高平均功率输出的激光二极管侧面抽运电光调Q倍频Nd：YAG激光器进行了研究,当采用90个60W的脉冲激光二极管阵列抽运时,在重复频率为10Hz下,实现了最大平均功率为1180mw的1064nm红外激光输出,光-光转换效率为11％。腔外倍频获得600mW的532nm绿光输出,倍频效率达到50％以上。     

图片介绍

微型精密机床,用于金属加工,划线,焊接和打孔。可兼用脉冲、连续或Q开关YAG:Nd激光器,精细加工时,可把1.06微米激光频率倍频成绿光(0.53微米)。     

梯度补偿法控温晶体的高功率绿光激光器

研究了平均功率超过30W的稳定高效全固态绿光激光器,分析得出影响全固态腔内倍频激光器倍频效率和输出稳定性的主要因素是倍频晶体局部温升造成的相位失配和热透镜效应,采用温度梯度补偿控温法对大尺寸倍频晶体进行温度控制,降低激光器工作中倍频晶体内外温度梯度从而有效地克服因晶体局部温升造成的倍频相位匹配角失配和热透镜效应。采用三条60W的半导体激光二极管阵列板条侧面抽运Nd:YAG激光增益介质棒,采用声光调Q,平凹直腔和腔内倍频结构配合温度梯度补偿控温法对大尺寸倍频晶体进行温度控制,得到了稳定高效的532nm绿光输出。在抽运电流25A,抽运功率174.6W时,得到了脉冲宽度110ns,重复频率10kHz,输出平均功率31.6W稳定高效的绿光输出,光-光转换效率为18.1%,功率稳定性为±0.66%,绿光输出光束质量因子M2=4.3。     

科技进展

山东大学采用自己研制成功的高效率激光自倍频复合功能晶体,四硼酸铝钇钕,在国际上首次获得了从1.06μm到0.53μm的激光自倍频的运转。其技术参数为:泵浦阈值能量<2mJ;0.53μm的绿光输出能量>5mJ;0.53μ对泵浦光转换效率>10％。如果激光器设计改进,泵浦方式改换,激光自倍频参数还会进一步提高。     

选模、放大YAG器件的研究

获取高功率的单色绿光是许多研究项目的需要。本文所述的工作旨在为1.06微米倍频提供较好的基频光束。研究结果表明,用一级选模振荡加两级行波放大的YAG器件,当三级总输入为每脉冲100焦耳左右时,可得到60兆瓦的基模输出,且体积较小、重量较轻,具有工程应用价值。     

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.     

在超短脉冲作用下Cr掺杂GaAs的光电导性与微微秒光电子开关

利用高阻半导体在超短光脉冲作用下的光电导性可以获得超短电脉冲,这种光电器件的上升时间快,精度高,无抖动,可直接产生数千伏高压,在微微秒技术中有许多重要应用。 本实验中,利用一台被动锁模Nd:YAG激光器,经过单脉冲挑选,放大和倍频得到1.06微米和0.53微米的单个微微秒脉冲,脉冲的能量可以在10~(-7)到10~(-3)焦耳范围内变化,并用一台高灵敏硅光电池探测器来监测每个脉冲的能量,用Cr掺杂高阻GaAs材料做成微微秒光电子开关,用快响应示波器测量开关输出电脉冲的幅度和脉宽。     

Cr~(4+)∶YAG被动调Q4倍频全固态紫外激光器的研究

设计了LD泵浦Cr4 + ∶YAG被动调Q的全固态Nd∶YAG脉冲红外激光器。腔外首先经过焦距为10 0mm的聚焦透镜 ,将 10 6 4nm的红外激光耦合到长为 9mm的KTP 2倍频晶体中 ,得到平均功率为 2 9mW的脉冲绿光。然后将 5 32nm的脉冲绿光经过焦距为 30mm的聚焦透镜 ,耦合到长为 4mm的BBO 4倍频晶体上 ,获得了峰值功率为 7.3W ,平均功率为 1.1mW ,重复频率为 12 .5kHz,脉冲宽度为 12ns的 2 6 6nm紫外激光 ,其绿光 紫外光的转换效率为 3.8%,红外光 紫外光的转换效率为 0 .7%。     

连续泵浦Nd:YAG声光调Q用Mg:LiNbO_3腔内倍频的研究

本文报导高掺MgO—LiNbO_3晶体的倍频性能和腔内倍频时有关参数的最佳化实验结果。在连续泵浦功率为3.6千瓦,调制频率为3千赫的Nd:YAG声光调Q激光器腔内倍频,获得平均功率2瓦,脉宽约300毫微秒,峰值功率为2.3千瓦,单程倍频效率为34％的绿光输出。     

Cr4+:YAG被动调Q4倍频全固态紫外激光器的研究

设计了LD泵浦Cr4+:YAG被动调Q的全固态Nd:YAG脉冲红外激光器。腔外首先经过焦距为100mm的聚焦透镜,将 1064nm的红外激光耦合到长为9mm的KTP2倍频晶体中,得到平均功率为29mW的脉冲绿光。然后将532nm的脉冲绿光经过焦距为30mm的聚焦透镜,耦合到长为4mm的BBO4倍频晶体上,获得了峰值功率为7.3W,平均功率为1.1mW,重复频率为12.5kHz,脉冲宽度为 12ns的266nm紫外激光,其绿光 紫外光的转换效率为3.8%,红外光紫外光的转换效率为0.7%。     

310 nm紫外固体拉曼激光器

利用偏硼酸钡（BBO）倍频晶体,实现了1064 nm激光泵浦金刚石拉曼激光器的高重复频率紫外激光脉冲输出。搭建了腔内倍频金刚石拉曼激光器,实现了620 nm激光输出。当1064 nm泵浦光的功率为4.0 W时,620 nm输出激光的功率为550 mW,转换效率约为13.7%。通过BBO晶体腔外倍频,获得了平均功率约为48 mW的310 nm紫外激光脉冲输出,脉冲重复频率为2 kHz,脉冲宽度约为761.8 ps,倍频效率约为8.7%。     

高亮度Nd:YAG倍频激光器

本文介绍高亮度Nd:YAG倍频激光器。它是由TEM_(00)模振荡器、Nd:YAG三级放大器、在1.06微米相位匹配的Ⅱ类KDP(或KDP)倍频器组成。重复频率3次/秒,脉冲半宽度约6毫微秒,光束发散角约0.3毫弧度,光斑直径7毫米,倍频能量转换效率可达46％,获得倍频光输出能量可达398毫焦耳。给出了影响倍频效率的各主要因素的实验结果与理论的比较。     

激光二极管侧面抽运调Q倍频Nd∶YAG激光器

对高平均功率输出的激光二极管侧面抽运电光调Q倍频Nd∶YAG激光器进行了研究,当采用90个60W的脉冲激光二极管阵列抽运时,在重复频率为10Hz下,实现了最大平均 功率为1180mW的1064nm红外激光输出,光2光转换效率为11%。腔外倍频获得600mW 的 532nm绿光输出,倍频效率达到50%以上。     

激光二极管泵浦高效Nd:YVO4激光器特性研究脉冲倍频稳频Nd:YAG环形激光器

报道了激光二极管泵浦高效Nd:YVO4激光器输出功率及波长特性的研究。基频光输出230 mW, 光-光转换效率为45%。对激光输出波长和泵浦功率的关系进行了研究, 发现激光器的输出波长随泵浦功率的平均变化率约为1.05×10 -3 nm/mW。利用KTP腔内倍频获得29.8 mW的绿光输出, 光-光转换效率为12.4%。在脉冲稳频Nd:YAG激光器的基础上, 采用辅助的长脉冲网络泵浦和短而强的主脉冲泵浦相结合, 以F-P共焦腔为参考频标, 通过同步搜索补偿稳频技术和截波技术.获得中心频率稳定、频漂小于10 MHz、脉宽100 μs、峰值功率>100 W的无尖峰结构的0.53 μm稳频绿光输出。     

高转换效率Nd∶YAG倍频激光器

介绍了两种Nd∶YAG倍频的方法 :折叠腔腔内倍频和腔外环形腔倍频 ,并着重对腔外环形腔倍频进行了研究 ,这种方法在 1kHz调QNd∶YAG激光 5 0W平均功率输入的情况下 ,获得了 1 7 5W平均功率的绿光输出 ,光 光转换效率达 35 % ,较好地解决了激光微细聚焦问题 ,更适用于激光微成型     

基于准相位匹配的掺铒飞秒光纤激光器倍频特性研究

研究了不同厚度周期极化铌酸锂晶体(PPLN)对掺铒飞秒光纤激光器倍频特性的影响。基于非线性偏振旋转锁模原理和啁啾脉冲放大技术,在1560 nm波段实现了重复频率为100 MHz,输出功率为423 m W,脉冲宽度为80 fs的掺铒飞秒光纤激光输出。以此为基频光源,对0.5,1,10 mm三种不同厚度PPLN倍频晶体进行倍频特性研究,实现了波长在780 nm的飞秒激光输出。其中采用0.5 mm晶体时获得了功率为100.4 m W、脉冲宽度为104 fs的倍频光输出,倍频转换效率为23.7%;采用1 mm晶体时获得了功率为165.0 m W、脉冲宽度为161 fs的倍频输出,倍频转换效率为39%;采用10 mm晶体时获得了功率为185.5 m W,脉冲宽度为305 fs的倍频光输出,倍频转换效率达43.7%。并解释了倍频转换效率和倍频光脉冲宽度随PPLN晶体厚度的变化规律。实验数据为基于锁模光纤激光器产生780 nm波段飞秒光脉冲的研究提供了有益的参考。