定向棱镜改善内腔式光参量振荡器输出性能

影响被动调Q内腔式光参量振荡器输出性能的主要因素包括谐振腔的失谐、被动调Q晶体本身存在的不稳定性及腔内泵浦光束的光强分布等.采用定向棱镜作为泵浦源谐振腔的全反射镜,实现了对谐振腔的加固设计、腔内增益的匀化及光束质量的改善.通过实验获得了输出能量11 mJ,能量稳定性8%,电光效率2.6‰,脉宽6.9 ns,发散角7 mrad的人眼安全激光.     

定向棱镜改善内腔式光参量振荡器输出性能的研究

影响被动调Q内腔式光参量振荡器输出性能的主要因素包括谐振腔的失谐、被动调Q晶体本身存在的不稳定性及腔内泵浦光束的光强分布等。采用定向棱镜作为泵浦源谐振腔的全反射镜，实现了对谐振腔的加固设计、腔内增益的匀化及光束质量的改善。通过实验获得了输出能量11 mJ，能量稳定性8%，电光效率2.6‰，脉宽6.9 ns，发散角7 mrad的人眼安全激光。     

被动调Q人眼安全内腔光学参量振荡器

利用被动调Q内腔光学参量振荡器动力学模型 ,求解了包含内腔光学参量振荡器的被动调Q速率方程 ,讨论了被动调Q内腔光学参量振荡器的动力学过程。实验上实现了被动调Q内腔光学参量振荡器运转 ,获得了脉宽小于 5ns ,能量大于 2 0mJ的 1 5 7μm人眼安全激光输出 ,通过改变OPO谐振腔输出镜的反射率 ,观测到输出单个和多个信号光脉冲现象 ,实验结果与理论分析相吻合。     

被动调Q腔内单共振光参变振荡器和Cr4+:YAG激光器

分析了以Cr4+:YAG作为饱和吸收体和激光增益介质的被动Q开关Cr4+:YAG激光器腔内抽运的Cr4+:YAG激光器和单共振光学参变振荡器(SRO)的特性.建立了描述这类激光器和单共振光学参变振荡器的动力学特性的速率方程.结果表明,适当条件下作为激光增益介质的Cr4+:YAG同时具有对二阶非线性作用过程产生的处于Cr4+:YAG激光增益谱范围内的SRO信号波的放大作用.分析中考虑了Cr4+:YAG较高激发态和激光上能级之间的弛豫时间约为100ns的中间能级对Cr4+:YAG饱和吸收体和激光器以及ICSRO的影响.     

角锥棱镜腔Nd3+:YAG激光器被动锁模的理论分析和实验研究

报道了角锥棱镜腔Nd3 :YAG激光器的被动锁模理论分析和实验研究.理论分析并数值模拟了角锥棱镜旋转导致的腔内偏振态和光强的变化.利用偏振镜得到了线偏振的脉冲激光输出,并且和角锥棱镜一起改变腔内偏振态.实验中通过旋转角锥棱镜改变腔内的偏振态,调节腔内光强,得到被动锁模和被动调Q两种状态的脉冲输出,与理论分析的结果相一致.     

基于内腔的调Q锁模光参量振荡器的研究

为了实现内腔型光参量振荡器（OPO）的调Q锁模脉冲输出,通过设计并匹配OPO谐振腔和基频激光腔的腔长,满足了同步泵浦条件,最终在实验上得到了信号光的调Q锁模输出;在实验中,采用氙灯泵浦Nd:YAG作为基频激光,以KTP晶体为非线性转换介质,采用电光开关作为调Q手段,测量了OPO的近红外信号光的输出波形、输出能量、光谱构成等输出特性。在泵浦能量12.8 J、调制频率20 kHz时,得到了锁模深度为100%的信号光输出,并发现信号光锁模脉冲重复率依赖于基频激光;得到了调Q锁模信号光输出能量随泵浦能量、电光调制频率的变化关系。     

角锥棱镜腔Nd∶YAG固体激光器的电光调Q

通过在腔内插入偏振分光镜,克服了角锥棱镜腔激光器不能进行电光调Q的弊端,实现了角锥棱镜腔Nd∶ YAG激光器的电光调Q脉冲输出.根据改进的速率方程对电光调Q特性进行分析,数值模拟表明,腔内阈值反转粒子数、脉冲峰值功率、脉宽和脉冲能量随角锥棱镜的转动呈周期性变化.实验获得电光调Q脉冲,最高能量高达190mJ.转动角锥棱镜获得不同脉宽和能量的调Q脉冲,脉宽变化为5.45ns,能量变化为15mJ,与理论分析相一致.     

角锥棱镜腔Nd：YAG固体激光器的电光调Q

通过在腔内插入偏振分光镜,克服了角锥棱镜腔激光器不能进行电光调Q的弊端,实现了角锥棱镜腔Nd：YAG激光器的电光调Q脉冲输出。根据改进的速率方程对电光调Q特性进行分析,数值模拟表明,腔内阈值反转粒子数、脉冲峰值功率、脉宽和脉冲能量随角锥棱镜的转动呈周期性变化。实验获得电光调Q脉冲,最高能量高达190mJ。转动角锥棱镜获得不同脉宽和能量的调Q脉冲,脉宽变化为5．45ns,能量变化为15mJ,与理论分析相一致。     

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。     

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。     

内腔连续波光学参量振荡器:高斯光束理论

建立了描述内腔连续波单共振光学参量振荡器(ICCWSRO)的功率特性的高斯光束理论。     

激光二极管侧面抽运声光调QNd∶YAG/KTA 1.57μm人眼安全光参量振荡激光器

利用激光二极管(LD)阵列侧面抽运声光(AO)调Q的Nd∶YAG激光器作为抽运源,研究了在不同声光重复频率和输出镜透过率的情况下,内腔式KTA-光参量振荡器(OPO)的输出特性。通过对单谐振光参量振荡器阈值公式的讨论,采用平凹腔的结构以及较短的腔长,降低了光参量振荡器的振荡阈值。当声光重复频率为4 kHz,输出镜透过率为30%,抽运电流为14.5 A时,光参量振荡器的1570 nm激光输出脉冲峰值功率达到5.6×104W,脉冲宽度为2.5 ns,实验中最大平均输出功率为560.3 mW。结果表明,具有良好热性能的非线性晶体KTA是制造小型、轻便光参量振荡激光器的理想材料。     

激光二极管侧面抽运声光调Q Nd:YAG/KTA1.57 μm人眼安全光参量振荡激光器

利用激光二极管(LD)阵列侧面抽运声光(AO)调Q的Nd:YAG激光器作为抽运源,研究了在不同声光重复频率和输出镜透过率的情况下,内腔式KTA-光参量振荡器(OPO)的输出特性.通过对单谐振光参量振荡器阈值公式的讨论,采用平凹腔的结构以及较短的腔长,降低了光参量振荡器的振荡阈值.当声光重复频率为4 kHz,输出镜透过率为30%,抽运电流为14.5 A时,光参量振荡器的1570 nm激光输出脉冲峰值功率达到5.6×104 W,脉冲宽度为2.5 ns,实验中最大平均输出功率为560.3 mW.结果表明,具有良好热性能的非线性晶体KTA是制造小型、轻便光参量振荡激光器的理想材料.     

信号光脉冲比抽运光窄12倍的内腔式KTP光参量振荡器

在闪光灯抽运的非稳腔Nd∶YAG被动调Q激光器腔内,放置非临界相位匹配KTP晶体,构成内腔式单谐振KTP光参量振荡器(OPO)。研究了输出信号光的波长调谐性能,获得1.57~1.60μm可调谐激光脉冲。实验结果表明,1.57μm信号光的输出能量随着光参量振荡器腔长的增加而减少,脉冲宽度随着腔长的增加而有所变化;抽运能量较大时,转换效率随着抽运能量的增加趋于饱和然后逐渐下降;对此给予了合理的理论解释。当光参量振荡器的腔长为5 cm,1.06μm抽运光脉冲宽度为30 ns时,输出的1.57μm信号光的脉冲宽度为2.5 ns,能量为21.3 mJ。1.57μm信号光的脉冲宽度仅为1.06μm抽运光脉冲的1/12,总的电光能量转换效率为0.128%。     

低阈值宽调谐的内腔调QNd∶YVO_4/PPLN光学参量产生

将多周期极化铌酸锂(PPLN)晶体置于激光二极管(LD)端面抽运的声光调QNd∶YVO4激光器谐振腔内,实现了准相位匹配内腔光学参量直接产生(QPM-IOPG)。PPLN晶体长20 mm,利用外加电场极化法制作,极化沿晶体的z向进行。设定声光Q开关重复频率为19 kHz,通过温度调谐和周期调谐,获得了信号光在1384~1541 nm范围内的连续输出,脉冲宽度约为80 ns。在PPLN晶体温度为140℃,极化周期为29μm时,内腔光参量产生的阈值仅为0.93 W,在3 W激光二极管抽运功率下,获得了140 mW的信号光输出;在极化周期为26.5μm时,内腔光参量产生的阈值增大到1.36 W,在3 W激光二极管抽运功率下,获得了105 mW的信号光输出。分析了不同极化周期下阈值和转换效率存在差异的原因,对内腔光学参量产生的阈值进行了理论分析和计算。     

准相位匹配PPMgLN光参量振荡技术

理论上分析了掺MgO的周期极化LiNbO_3(PPMgLN)晶体准相位匹配光参量振荡(QPM-OPO)波长的调谐特性,计算了抽运阈值和转换效率。采用高斯光束抽运,当抽运功率密度为阈值抽运功率密度约6.5倍时,可以获得约71%的转换效率。而相位匹配情况下,平面波抽运功率密度为阈值(π/2)~2倍时,转换效率可达到100%。1064 nm激光抽运PPMgLN晶体(MgO摩尔分数5%),单谐振光参量振荡技术采用e→e e相位匹配,利用PPMgLN晶体的最大非线性系数d_(33)(27.4 pm/V),采用周期调谐方式,实验上获得了中红外波长调谐范围2.7～4.8μm,当抽运功率为23 W,频率为7 kHz时,在波长3.7μm处激光输出功率超过3.2 W,斜率效率超过18%,对应闲频光波长1.49μm输出功率约8 W,相当于转换斜率效率约为63%。实验结果与理论分析基本一致。     

内腔倍频被动调Q Nd:YVO4/KTP绿光的脉宽控制

分别改变饱和吸收体在激光腔内的位置及抽运光的束腰在激光晶体中的位置，实现了对激光二极管（LD）抽运Nd：Nd：YVO4／KTP腔内倍频Cr^4＋：YAG被动调Q绿光的脉宽控制。在抽运功率1．52w的条件下，脉冲宽度可以控制在388～616ns之间，同时获得了激光脉冲的重复频率、单脉冲能量及峰值功率的变化范围分别为4．4～26．3kHz，0．52～4．19μJ和1．0～7．2w。考虑腔内光子数密度的高斯空间分布以及抽运光的空间分布，给出了描述调Q激光器工作原理的耦合速率方程组，其数值解与实验结果相符。     

利用KTP光学参量振荡器获得可调谐人眼安全激光

报道了用 Nd:YAG激光器二次谐波 532 nm抽运 KTP光学参量振荡器 (OPO)的实验结果 ,获得了对人眼安全的 1.53～ 1.84 μm和近红外 0 .74～ 0 .82 μm调谐激光输出 ,重复频率 10Hz。 OPO谐振腔采用π抽运结构 ,获得的最高总输出能量为 93m J,最高能量转换效率为 16 .5% ,并测量了光束质量和线宽。     

稳定的简单结构被动调Q单脉冲单纵模激光器

以激光二极管(LD)环形阵列侧面抽运Nd:YLF棒高增益放大器模块为基础，在经典的平凹驻波腔中加人一片Cr^4 ：YAG晶体作为被动Q开关，利用被动Q开关本身所具有的振荡选模功能以及两端不镀膜的Nd：YLF棒所具有的标准具效应，简便地实现了稳定的单脉冲、单纵模调Q输出。振荡器输出脉冲平均宽度为9．3ns，脉冲宽度稳定性达到8％(RMS)；输出脉冲平均能量为1．218mJ；单脉冲能量稳定度优于3％(RMS)，对应峰值功率达到O．13MW。同时该振荡器长时间工作过程中单纵模输出几率始终优于99％，这种单纵模振荡器结构简单，性能稳定可靠，适合于实际应用以及产品化。