被动调Q固体激光器的稳定性及增益预泵浦技术

研究了造成被动调 Q激光脉冲不稳定的原因 ,针对泵浦功率的起伏和饱和吸收体响应时间的影响 ,进行了深入的分析。提出了采用增益预泵浦方式提高被动调 Q激光器稳定性的方法 ,并就这种激光器进行了分析。结果表明 ,采用增益预泵浦 ,可提高被动调 Q激光器脉冲输出能量和工作效率。     

低时间抖动的增益开关型被动调Q激光器

被动调Q激光器的输出抖动一般较大,为了降低这一输出时间抖动,同时实现激光器的小型化,可以根据增益开关工作原理,利用电源控制抽运功率密度变化,实现被动调Q情况下的增益开关.根据这一原理研制了环形激光二极管(LD)抽运增益开关调Q激光器.这种新型被动调Q激光器的输出能量为30 mJ,输出脉冲宽度约16 ns.实验中将传统的两套抽运源减少为一套,通过控制电源波形直接形成抽运功率的增益台阶脉冲,减少了影响时间跳动的因素.多发次统计测量结果表明,激光脉冲与电源输出外触发信号的时间抖动小于1 μs.根据测量的抽运预脉冲功率稳定性和阶跃脉冲的瞬时抽运功率计算的输出抖动与实验结果基本相符.     

脉冲抽运被动调Q激光器脉冲间隔特性研究

采用数值模拟和实验相结合的方法对脉冲激光二极管(LD)抽运Nd:YAG被动调Q激光器输出脉冲间隔特性进行分析。从被动调Q速率方程出发,结合脉冲LD抽运的特点,考虑剩余反转粒子数密度的影响,推导出输出调Q脉冲间隔时间的计算公式。重点分析了抽运脉宽、输出镜反射率、抽运功率和Cr4+:YAG初始透射率对输出脉冲间隔时间的影响。结果表明,数值模拟与实验结果基本吻合。     

Cr:YAG被动调Q全固态473 nm蓝光激光器

报道了LD抽运，Cr:YAG被动调Q，Nd:YAG/LBO结构的473 nm全固态蓝光激光器。在注入抽运功率为1600 mW时，得到平均功率9.1mW，脉冲宽度14.5 ns，重复频率4.19 kHz，峰值功率近150 W的被动调Q蓝光脉冲输出。     

Cr∶YAG被动调Q全固态473 nm蓝光激光器

报道了LD抽运 ,Cr∶YAG被动调Q ,Nd∶YAG/LBO结构的 4 73nm全固态蓝光激光器。在注入抽运功率为1 6 0 0mW时 ,得到平均功率 9 1mW ,脉冲宽度 1 4 5ns,重复频率 4 1 9kHz ,峰值功率近 1 5 0W的被动调Q蓝光脉冲输出。     

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.     

激光二极管抽运Cr^4＋：YAG被动调Q Nd：YVO4激光器的实验研究

对激光二极管(LD)抽运的Cr^4 ：YAG被动调Q Nd：YVO4全固态激光器进行了实验研究。着重研究了抽运功率，Cr^4 ：YAG晶体的初始透过率及其在激光腔中的位置等因素对激光器输出脉冲宽度和重复频率等性能的影响，并对实验结果进行了相应的分析讨论，在理论上加以合理的解释。     

被动调QDPL激光器预抽运技术的参数研究

如何改善被动调QDPL激光器的输出不稳定性一直是研究的重点。通过对预抽运技术的理论研究,对预抽运技术进行了数值分析,得出了相应的图表。研究表明,抽运光的脉冲部分及其占空比对于输出脉冲波动的影响存在最佳值;抽运光的直流部分和抽运频率对于输出效果影响较大。将预抽运和连续抽运加以比较,发现预抽运技术可用于在被动调Q中稳定输出脉冲。     

激光二极管抽运的1.54μm钕玻璃被动调Q激光器

1 .5 4μm铒玻璃激光器具有体积小、成本低、效率高、结构简单、光束质量好、对人眼安全等特点。其调Q激光运转在人眼安全激光测距、激光制导等领域有着极好的应用前景。国外在 2 0世纪 90年代初开始了这方面的研究工作[1] 。在国内 ,本课题组和中国科学院上海光学精密机械研究所相继报道了LD抽运的连续铒玻璃激光器[2～ 4 ] ,我们对调Q运转作了进一步的研究 ,采用波长为 973nm的国产 1W半导体激光器为光源 ,采用平凹腔结构 ,整个谐振腔长度小于 5mm。激光介质为厚度 1mm的Er/Yb共掺的玻璃 (Er离子掺杂浓度约 1% ) ,以Co2 + ∶MgAl2 O4…     

被动调Q固体激光器参数计算及优化设计

在考虑可饱和吸收体受激态吸收的条件下,用拉格朗日乘数法求出了被动调Q激光器输出关键参数的解析解,给出了被动调Q激光器输出能量与输出耦合镜反射率的解析表达式,并通过数值解来优化选择被动调Q激光器可饱和吸收体的初始透过率、耦合输出镜反射率等关键性参数,计算和分析了红宝石被动调Q激光实验数据,计算结果十分接近实验的真实值,较好的说明了被动调Q激光器关键参数的优化效果.     

二极管抽运调Q固体激光器的设计方法研究

通过对速率方程的数值求解,得到二极管泵浦调Q固体激光器的性能参数,即由激光器的结构参数和泵浦参数,求解出激光器的输出参数。然后将其求解得到的输出与设计要求的激光器输出进行比较,由此对输入的结构参数和泵浦参数进行反复调整,直至最终输出参数满足设计要求的误差。根据该方法设计了3款激光器,实验验证了该算法的可行性。     

纳米Si/SiNx超晶格实现Nd:YVO4激光被动调Q

采用射频磁控反应溅射法和热退火处理制备了纳米Si/SiNx超晶格薄膜材料。把薄膜作为可饱和吸收体插入激光二极管泵浦的平凹腔Nd∶YVO4激光器内,实现了1 342 nm激光的被动调Q运转,获得脉冲宽度约20 ns、重复频率33.3 kHz的调Q脉冲序列输出。分析了纳米Si/SiNx薄膜可饱和吸收的产生机制,认为双光子吸收是产生1 342 nm激光被动调Q的主要原因。对纳米Si/SiNx薄膜材料调Q激光器的速率方程组进行了数值求解,得到的调Q脉冲时间宽度的理论值和实验结果基本相符。     

被动调Q固体激光器上转换效应的数值模拟

在主动调Q固体激光器上转换效应(ETU)理论的基础上,给出了包含上转换效应项的被动调Q固体激光系统的耦合速率方程组。采用变步长龙格-库塔数值方法,针对Nd∶YAG激光晶体和Cr4 ∶YAG可饱和吸收体,对上转换效应对输出脉冲参数的影响进行了数值分析。在低抽运功率条件下,上转换效应对输出脉冲的能量和峰值功率影响较大;在高抽运功率条件下,上转换效应对平均输出功率影响较大。在抽运功率逐渐增加的过程中,上转换效应对输出脉冲能量和峰值功率的影响逐渐减弱,对输出激光的脉冲宽度(FWHM)和重复频率的影响则可以被忽略。数值计算结果与实验所得结果基本一致。     

LDA泵浦Nd:YVO4/GaAs饱和吸收调Q激光器

用脉冲激光二极管阵列（LDA）作为泵浦源,微柱透镜阵列和透镜导管作为耦合系统,以As^＋注入GaAs可饱和吸收片作为被动调Q元件,实现了Nd：YVO4激光器每泵浦脉冲单涧Q脉冲输出。获得调Q脉冲宽度为7ns,脉冲峰值功率为3．4kW,激光器调Q效率为26．8％。对泵浦脉冲峰值、脉冲宽度和重复频率对调Q脉冲特性的影响进行了实验研究,并对实验结果进行了讨论。     

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。     

一体化光纤自调Q激光器及实验研究

用LHPG法将Cr^4 :YAG单晶光纤和Nd:YAG单晶光纤生长成为一体化的Nd^3 ,Cr^4 :YAG光纤，并实验研究了一体化的被动调Q光纤激光器的某些性质。得到了最大输出功率为15mW，脉宽为250ns的调Q激光。     

利用NALM结构的被动锁模掺铒光纤激光器的研究

为了研究光纤中的非线性效应对锁模脉冲的影响,采用非线性放大环镜来实现被动锁模,在分析非线性放大环镜传输特性理论的基础上,对被动锁模掺铒光纤激光器进行了相关的实验研究。实验中观察到了重复频率为280.2MHz、中心波长是1556.235nm、线宽是0.4nm的稳定的锁模脉冲现象。研究结果对更深入地了解被动锁模产生现象、进一步开展后续研究具有极其重要的意义。