共聚物基质固体染料激光介质的特性

聚合物基质光学均匀性好、对抽运光和染料激光透过率高、与染料分子相容性好、制备简单、成本低。制备了吡咯甲川567(1, 3, 5, 7, 8-pentamethyl-2, 6-diethylpyrromethene-BF2,PM567)掺杂的以甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate, MMA)和甲基丙烯酸-β-羟乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)的共聚物为基质的固体染料激光介质,研究了(HEMAMMA)对介质特性的影响。利用10 Hz重频调Q的Nd:YAG的倍频光纵向抽运固体染料激光介质,研究了介质的输出特性。介质的抽运阈值小于10 mJ/cm2,HEMA含量存在一个使得介质的斜率效率达到最高的最佳值。在HEMA体积分数为25%的介质中得到最高的斜率效率56.2%。以10 Hz重频,脉冲能量17.5 mJ(能量密度为0.02 J/cm2)调Q的Nd:YAG的倍频光纵向抽运固体染料介质,V(HEMA)V(MMA)=1:1的介质经约123000个抽运光脉冲后,输出下降为初始输出的一半,归一化的光稳定性为10.8 GJ/mol。     

新型分步合成法制备的P567固态染料可调谐激光器

采用分步合成方法制备激光染料P567掺杂有机改性凝胶玻璃。利用调QNd:YAG激光器倍频光(532nm)纵向泵浦固态染料,通过光栅调谐,得到了调谐范围超过30nm(553nm～585nm)、最高斜效率9.7%的线偏振激光输出。输出波长为574nm时,脉宽为4ns,线宽0.014nm。实验中还获得了7nm(FWHM)的宽带激光输出,斜效率为69%。在2Hz,0.1J/cm2的532nm激光泵浦下,38000个脉冲后,输出能量降到初始输出的50%。     

四倍频Nd：YAG激光在高压氢气中的喇曼频移研究

利用Nd:YAG固体激光器四倍频输出(266nm)在高压H₂中的受激喇曼散射获得多波长的激光输出。当泵浦能量一定时,通过改变H₂压力得到了最佳的能量输出,299nm波长的激光能量为3mJ,341nm波长的激光能量输出为6.1mJ,398nm波长的激光能量输出为2.8mJ,239nm波长的激光能量输出为0.8mJ,同时在477nm,595nm,218nm,200nm波段也有能量输出。     

四倍频Nd∶YAG激光在高压氢气中的喇曼频移研究

利用Nd∶YAG固体激光器四倍频输出 (2 6 6nm)在高压H2 中的受激喇曼散射获得多波长的激光输出。当泵浦能量一定时 ,通过改变H2 压力得到了最佳的能量输出 ,2 99nm波长的激光能量为 3mJ,341nm波长的激光能量输出为 6 .1mJ ,398nm波长的激光能量输出为 2 .8mJ ,2 39nm波长的激光能量输出为 0 .8mJ,同时在 4 77nm ,5 95nm ,2 18nm ,2 0 0nm波段也有能量输出     

LD端面抽运Nd:YLF/Nd:YAG多波长脉冲激光器

报道了一台激光二极管(LD)双端面抽运Nd:YLF和Nd:YAG双晶体串接多波长输出脉冲激光器。在抽运能量40.5mJ,电光调Q重复频率500Hz的工作条件下,获得单脉冲能量约为6mJ的1064nm/1053nm双波长激光脉冲输出,光-光转换效率约为14.8%。相同抽运条件下在腔内插入I类相位匹配LBO晶体作为非线性频率转换器,获得了脉冲总能量为3.6mJ的526.5、529.0、532.0nm三波长同时输出,由抽运光到输出绿光脉冲的转换效率约为8.9%,测得光束质量因子分别为M2x=1.61,My2=1.25。     

光泵S_2蓝-绿激光

报道了XeCl准分子激光(308.1nm)泵浦硫蒸气中的双原子分子,在温度为400～700℃、气压为0.1～10Torr范围内,实现了稳定的B~3∑_u~-—X~3∑_g~-跃迁激光输出。输出的蓝-绿激光波长范围为430～520nm。初测了激光参量。泵浦能量为75mJ时,得到输出能量0.6mJ,光转换效率0.8％;泵浦阈值能量为0.77mJ;激光脉宽为50ns,上升前沿为3ns;激     

钛宝石强激光负载的有机硅复合凝胶增透膜研究

以硅酸四乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)为前驱材料，用溶胶-凝胶(sol-gel)方法在钛宝石表面制备得到均匀性良好且具有高激光损伤阈值的有机硅复合凝胶增透膜。膜层在钛宝石激光器输出波段(750～850nm)的增透效果显著，其平均透过率超过98．6％；激光破坏阈值为2．2J／cm^2(800nm，300ps)；膜层表面均匀性达到激光波面的要求，在皮秒、飞秒超短脉冲高功率激光领域具有应用价值。溶胶的性能测试结果表明，溶胶粘度和成膜折射率均随溶液中CH3SiO1.5溶胶体含量的增加而增大，而膜层折射率受烘烤温度影响较小。     

Yb∶YAG单碟片再生放大器实现107 mJ激光输出

基于Yb∶YAG单碟片模块设计并搭建了激光再生放大器，实现了重复频率为1 kHz、脉冲能量为107 mJ、脉冲宽度为1.2 ns的近衍射极限激光输出，x的光束质量因子(M_x²)和y方向的光束质量因子(M_y²)分别为1.07与1.05，光光转换效率为11%。激光中心波长为1031.7 nm，光谱宽度为2.04 nm，该光谱宽度支持将激光的脉宽压缩至735 fs。据我们所知，这是国内首次使用单碟片激光再生放大器实现重复频率为1 kHz、单脉冲能量为107 mJ的激光输出。     

固体三倍频激光在高压H2中受激拉曼散射的实验研究

利用Nd∶YAG激光器的三倍频输出 (35 5nm)在H2 中的受激拉曼散射 (SRS)获得波长在 2 0 4～ 86 7nm范围内的激光输出。当抽运能量为 70mJ时观察到四阶Stokes光和五阶Anti Stokes光 ,其中第一阶Stokes光 (416nm)输出能量为 2 8 7mJ,第二阶Stokes光 (5 0 3nm)输出能量为 16mJ,一阶Anti Stokes光 (30 9nm)输出能量为 3mJ。研究了H2 压力和各阶Stokes光能量的关系 ,同时观察到环行光斑和脉宽压缩现象。     

聚乙烯咔唑的激光改性研究

掺杂是使聚合物改性的重要途径之一,化学掺杂和电化学掺杂是常用的聚合物改性方法。我们采用紫外激光化学和激光增强电化学反应的方法,使绝缘性聚乙烯咔唑(PVK)成为多功能聚合物新材料。 研究方法之一是在室温和大气环境内,用Nd:YAG激光器的三倍频输出355nm激光辐照由PVK给电子体和有机卤化物(如CHI_3,CBr_4等)电子接受体组成的电荷转移络合物,使聚合物产生激光氧化反应,在10秒钟左右(5mJ/cm~2,10Hz)即可形成一     

吡咯甲川激光染料在凝胶玻璃中的光谱及激光性质

研究了新型激光染料吡咯甲川 56 7在 Si O2 - Ormosil和 Ti O2 - Ormosil介质中的光谱性质。以调 QNd:YAG激光器倍频光为泵浦源 ,实现了 Ormosil基质高转换效率、长寿命、可调谐固态染料激光器的成功运转。     

1 532 nm全光纤Er/Yb共掺杂激光器

近年来,相干探测激光雷达是测量远距离低空风切变的有效手段,1.6 μm波段固体激光器以其人眼安全、探测器件成熟等优势成为相干雷达主要光源。其增益介质Er:YAG晶体在1532 nm波段有较强的吸收峰,但吸收谱较窄,因此通过使用1 532 nm光纤激光器进行谐振泵浦可以有效提高晶体输出效率。为此,文中以Er/Yb双包层光纤为增益介质,1532 nm光纤光栅为反射腔镜,976 nm半导体激光器为泵浦源,实现了全光纤化1532 nm激光输出。输出激光最大功率73.44 W,波长可调谐范围为1531.35~1532.14 nm,波长谱宽为0.06 nm,x和y方向的光束质量M2分别为1.38和1.26,是1.6 μm固体激光器的理想泵浦源。并采用此激光器泵浦Er:YAG非平面环形腔获得1.3 W单频激光输出,斜率效率为31.76%。     

激光二极管双端抽运声光调Q高重复频率Nd:GdVO4激光器

激光二极管(LD)抽运的固体激光器(DPSSL)的调Q器件是获得高重复频率、高峰值功率的有效手段之一,随着激光雷达、激光加工业的发展,要求调Q器件向着更高重复频率的方向发展。Nd∶GdVO4以其优异的物理和激光特性,使得它在激光二极管端面抽运固体激光器的声-光(A-O)调Q器件中,即使在很高的调制重复频率下,仍可获得窄脉宽、高峰值功率的脉冲激光输出。理论分析了影响脉冲激光的输出能量和脉宽大小的决定因素,研究了脉宽、平均输出功率及峰值功率随调Q重复频率的变化关系。利用双激光二极管双端抽运Nd∶GdVO4晶体棒,实现了声-光调Q高重复频率窄脉宽1063 nm激光输出。在晶体入射端面总抽运功率约43 W条件下,当重复频率f=10 kHz时,获得脉宽Δt=10.2 ns,单脉冲能量E=0.95 mJ,峰值功率PM=93.1 kW的输出;在重复频率f=100 kHz时,获得Δt=28.1 ns,E=0.10 mJ,PM=3.6 kW的结果。     

用半导体可饱和吸收镜实现侧面抽运Nd:YAG被动锁模固体激光器

利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术实现的超快脉冲激光器具有结构简单紧凑、脉冲序列稳定等优点,在许多领域有着重要用途。简述了用半导体可饱和吸收镜锁模固体激光器的具体要求及方案,介绍了采用Z型折叠腔结构和大功率侧面抽运模块实现的半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd:YAG固体激光器。得到了平均功率为4.7 W,脉冲重复频率55 MHz,单脉冲能量85 nJ的皮秒激光脉冲,光束质量好,M2因子约为1.2,谱线宽度约为0.1 nm,在小时间尺度上得到较好的锁模效果,对实验现象进行了描述,对实现高功率侧面抽运锁模激光器进行了初步探讨。     

泵浦线宽和波长飘移对全固态Tm激光器性能的影响

为了研究泵浦带宽和波长飘移对全固态激光器的影响,进行了光谱分析和热效应分析,该分析是在准三能级Tm:YAG激光器上进行的。提出光谱模型和晶体热模型,用来研究不同泵浦带宽下Tm激光器的效率和热效应。在Tm激光实验中,结构紧凑、高效率的键合Tm激光器得到验证,中心波长输出在2 013.2 nm。这一激光器的泵浦源是0.1 nm窄线宽的光纤耦合激光二极管,其输出波长是784.9 nm。最大输出功率为7.96 W,斜率效率为62.5%,光-光转换效率为53.3%。当耦合透过率为3%时,激光功率从1.87 W增大到14.93 W,激光波长从2 013.25~2 014.53 nm飘移。当耦合透过率为5%时,输出波长从2 013.91 nm飘移到2 014.26 nm。尽管晶体的最高温度会稍有上升,但0.1 nm窄带宽泵浦可以有效提高激发效率,因此具有更高的激光效率。通过综合考虑泵浦带宽和波长飘移以及增益介质的光谱分布,该研究可以扩展到其他固体激光器来选择泵浦源,有助于实现高效的激光系统。     

Structural Changes in the BODIPY Dye PM567 Enhancing the Laser Action in Liquid and Solid Media

In the search for more efficient and photostable solid‐state dye lasers, newly synthesized analogs of the borondipyrromethene (BODIPY) dye PM567, bearing the polymerizable methacryloyloxypropyl group at position 2 (PMoMA) or at positions 2 and 6 (PDiMA), have been studied in the form of solid copolymers with methyl methacrylate (MMA). The parent dye PM567, as well as the model analogs bearing the acetoxypropyl group in the same positions, PMoAc and PDiAc, respectively, have been also studied both in liquid solvents and in solid poly(MMA) (PMMA) solution. Although in liquid solution PMoAc and PDiAc have the same photophysical properties as PM567, PDiAc exhibited a photostability up to 10 times higher than that of PM567 in ethanol under 310 nm‐irradiation. The possible stabilization factors of PDiAc have been analyzed and discussed on the basis of the redox potentials, the ability for singlet molecular oxygen [O₂(¹Δ_g)] generation, the reactivity with O₂(¹Δ_g), and quantum mechanical calculations. Both PMoAc and PDiAc, pumped transversally at 532 nm, lased in liquid solution with a high (up to 58 %), near solvent‐independent efficiency. This enhanced photostabilization has been also observed in solid polymeric and copolymeric media. While the solid solution of the model dye PDiAc in PMMA showed a lasing efficiency of 33 %, with a decrease in the laser output of ca. 50 % after 60 000 pump pulses (10 Hz repetition rate) in the same position of the sample, the solid copolymer with the double bonded chromophore, COP(PDiMA‐MMA), showed lasing efficiencies of up to 37 %, and no sign of degradation in the laser output after 100 000 similar pump pulses. Even under the more demanding repetition rate of 30 Hz, the laser emission from this material remained at 67 % of its initial laser output after 400 000 pump pulses, which is the highest laser photostability achieved to date for solid‐state lasers based on organic polymeric materials doped with laser dyes. This result indicates that the double covalent linkage of the BODIPY chromophore to a PMMA polymeric matrix is even more efficient than the simple linkage, for its photostabilization under laser operation.     

激光相干合成的研究进展:2011—2020

本文回顾了过去10年激光相干合成领域取得的重要进展,总结了可合成激光模块性能提升的标志性成果,梳理了相干合成使能技术取得的重要突破,展示了不同类型激光相干合成取得的成果及其多样化应用,并对激光相干合成领域的发展进行了展望。     

Broadband diode-pumped fibre laser

Reports the observation of a strong dependence of the emission spectrum (centre wavelength and linewidth) of Nd:silica fibre lasers on pump wavelength. In a particular fibre, careful selection of the pump wavelength has led to the operation of a broadband fibre laser at 1060 nm with 19 nm FWHM bandwidth. When pumped with a 30 mW diode laser, it exhibits a 1 mW threshold, a 2.5 mW output, and an intrinsic average wavelength temperature stability of about 10 p.p.m./°C     

808 nm broad area DFB laser for solid-state laser pumping application

Wavelength stabilised 808 nm broad area distributed feedback (DFB) diode lasers with high continuous-wave (CW) output have been realised. The centre wavelength was locked at the Bragg condition with narrow spectral widths of 0.3 nm FWHM and shifted at a rate of 0.062 nm/°C. The 2 mm-long laser showed a record high 57% wall-plug efficiency and more than 4W CWoutput power at 25°C heatsink temperature. It is an ideal source for pumping solid-state lasers such as Nd-doped YAG and YVO₄.