LD纵向泵浦腔内倍频低噪声蓝光激光器的研究

在LD泵浦Nd:YAG腔内倍频全固体蓝光激光器中采用两个倍频晶体和偏振片技术，通过谐振腔的模式竞争和偏振片的选择性损耗成功地抑制激光器中模式之间的耦合和同一频率中s、p偏振分量之间的耦合，使激光器实现稳定的低噪声功率输出。LD纵向泵浦Nd:YAG/LBO/BP腔内倍频激光器产生波长为473nm稳定的低噪声蓝光激光输出，最大输出功率达到为2.14mW。信噪比为18.79dB。实验结果与理论相符合。     

激光二极管端面泵浦Nd∶YVO4混合腔板条激光放大器

选用光束质量接近衍射极限的种子激光器作为主振荡级激光器的功率放大系统可以同时获得较高的输出功率和良好的光束质量。由于板条晶体的特有尺寸,使得种子激光可以多次通过板条晶体,因此有利于实现高提取效率的激光放大器。Nd∶YVO4晶体因为具有比Nd∶YAG更大的受激发射截面和吸收截面、更宽的吸收谱线、输出偏振光等,因而在放大器中应用较多。本文采用侧泵Nd∶YAG棒激光器作为LD端面泵浦Nd∶YVO4混合腔板条激光放大器的种子激光器,种子激光通过整形后,往返3次通过激光晶体实现了功率的放大。实验中在泵浦功率140.9 W,种子功率3.2 W,重复频率20 kHz时,获得了29.5 W的激光输出,提取效率为21.2%,斜效率为35%。     

单频蓝光激光器的实现

在多纵模工作状态下,腔内倍频激光器往往存在很大的倍频光输出功率噪声,影响了其应用。文中用激光二极管(LD)泵浦Nd∶YAG晶体,采用三镜V形腔结构及扭摆腔技术,有效地解决了蓝光噪声问题。利用LBO内腔倍频技术,实现了稳定的单频蓝激光输出。在3.5 W的泵浦功率下,最大单频蓝光输出为105 mW,光-光转化效率为3.5%。实验结果表明,采用扭摆腔技术是实现473 nm蓝光单频高效运转的有效方案,可以有效地解决蓝光噪声问题。     

热退偏损耗完全补偿的千赫兹电光调Q Nd:YAG激光器

为了同时补偿固体增益介质的热致双折射及热透镜效应,进一步提高重复频率1 kHz激光二极管(LD)侧向抽运高平均功率电光调QNd∶YAG激光器的输出功率,设计了一种完全消除热退偏损耗的双调Q开关谐振腔结构,此结构在传统调Q谐振腔的基础上沿着偏振片的退偏方向增加了一个调Q谐振支路,并使得激光从增益介质方向输出.实验结果表明,此激光器的单脉冲能量比单Q开关结构的非补偿腔输出能量高出74.7%.当侧面抽运的激光二极管输出脉冲能量达到307 mJ时,激光输出能量达到26.2 mJ,光-光转换效率为8.5%,光束发散角为1 mrad.     

500 mJ输出人眼安全环形腔KTP-OPO激光器

采用重复频率30 Hz、输出能量1.2 J的单模Nd∶YAG激光器来泵浦非临界相位匹配的单共振环形腔KTP-OPO,实现了输出能量500 mJ、转换效率53%的人眼安全激光。可应用于激光测距、目标指示等应用领域。     

基于热致双焦点选模的径向、切向偏振激光器

侧抽运Nd∶YAG棒对径向偏振光和切向偏振光具有不同的热焦距,利用He-Ne激光器输出的线偏振光和旋转狭缝测量Nd∶YAG棒的径向、切向热焦距,设计谐振腔使得只有一种偏振光能低损耗稳定振荡。在440 W抽运功率下,获得31.7 W径向偏振激光,光束质量因子M2约为2.5,调整腔长后,在470 W抽运功率下,获得30.2 W切向偏振激光,光束质量因子M2约为2.8。实验结果表明,利用热致双焦点选模可以获得较大功率的径向、切向偏振激光输出,但激光器对抽运功率敏感。     

激光二极管端面泵浦Nd:YVO4混合腔板条激光放大器

选用光束质量接近衍射极限的种子激光器作为主振荡级激光器的功率放大系统可以同时获得较高的输出功率和良好的光束质量.由于板条晶体的特有尺寸,使得种子激光可以多次通过板条晶体,因此有利于实现高提取效率的激光放大器.Nd: YVO4晶体因为具有比Nd: YAG更大的受激发射截面和吸收截面、更宽的吸收谱线、输出偏振光等,因而在放大器中应用较多.本文采用侧泵Nd: YAG棒激光器作为LD端面泵浦Nd: YVO4混合腔板条激光放大器的种子激光器,种子激光通过整形后,往返3次通过激光晶体实现了功率的放大.实验中在泵浦功率140.9 W,种子功率3.2 W,重复频率20 kHz时,获得了29.5 W的激光输出,提取效率为21.2%,斜效率为35%.     

高重复频率大能量单纵模激光器

采用半导体激光抽运单纵模激光器作为主振荡器、三级氙灯抽运的Nd∶YAG放大器及受激布里渊散射(SBS)位相共轭镜组成双通放大MOPA系统 ,并采用像传递、热退偏补偿及消除激光器自激等关键技术 ,完成了一套高重复频率大能量单纵模激光器。在频率为 4 0Hz时 ,获得输出能量 >4 5 0mJ,能量输出稳定性为 3 5 %(RMS) ,脉冲宽度约 8ns,光束质量为近衍射极限 (<1 3衍射极限 )的实验结果     

双棒串接补偿热致双折射效应激光谐振腔

固体激光器中的热致双折射效应严重地限制了基模输出功率的提高,为了获得大功率高质量的激光输出,需要对热致双折射效应进行补偿.在理论上对双棒在腔内串接补偿热致双折射效应的条件进行了改进,通过设计合理的腔结构和腔内元器件,应用4f成像系统空间滤波器并考虑石英旋光器的厚度,使得腔内光束的退偏率降至2.5%以下.使用矩阵光学的方法简化了对含有这样一个复杂光学系统的谐振腔稳定性和腔内光束半径等特性的分析.通过在腔内加入一个正透镜来扩大基模体积,实验中在双氪灯连续抽运Nd∶YAG激光器中得到了61 W线性偏振的激光基模输出,表明在大基模体积谐振腔的设计中,双折射效应的补偿十分必要.     

LD端面泵浦固体激光器模匹配的研究

本文给出了考虑热透镜效应后大功率光纤耦合输出端面泵浦的固体激光器的最佳模匹配模型。通过计算腔内任一振荡光线与中心轴振荡光线的光程差分布，得到了热透镜效应引起的衍射损耗，由此得到泵浦功率一不定期的情况下，泵浦光斑与腔内振荡光束的最佳模匹配系数。实验中采用泵浦功率为20W的半导体激光器泵浦Nd:YAG激光器，光纤芯径400微米，得到最佳配合系数为0.85。实验结果与数值计算结果相符合。     

高光束质量人眼安全OPO 激光器

将固体激光中用以提高光束质量的高斯型变反射率虚共焦非稳腔技术应用于OPO , 在理论上分析高斯型变反射率非稳腔的模场分布,实验上采用1. 064μm 的Nd∶YAG激光器作为泵浦源,OPO 为单谐振非临界相位匹配方式,得到1. 57μm OPO 输出能量60mJ / pluse ,重复频率1Hz ,M2 小于3 ,光光效率40 %的人眼安全激光。     

LD侧面泵浦Nd∶GdVO_4电光调Q激光器研究

通过理论分析和实验研究,从泵浦效率、调Q性能、温度特性等几个方面比较了脉冲二极管泵浦Nd∶GdVO4激光器和Nd∶YAG激光器的差异;对Nd∶GdVO4激光器采用侧面泵浦的方式,电光调Q得到了输出能量27.5mJ,脉冲宽度为6.4ns,泵浦效率远高于Nd∶YAG激光器。     

高转换效率二极管激光器泵浦固体激光器

用两种泵浦光学系统对激光二极管输出光束的空间分布整形.研究了不同椭圆度和准直度的泵浦光束对Nd:YAG激光特性的影响.当椭圆度和准直度明显改善时.使泵浦光束在激光棒的整个长度上与激光腔模空间重迭度增大.泵浦功率密度提高.激光阈值下降.激光转换效率大幅度提高.泵浦功率为2.42W时,1064nm输出功率为1.13W.斜率效率为50%.并比较了两种不同浓度晶体的效率.     

大口径管状Nd∶YAG放大器

将二极管泵浦单纵模Nd∶YAG 激光器作为主振荡器,三级灯泵Nd∶YAG 放大器及 SBS 相位共轭镜组成双通放大MOPA 系统,经两个放大单元的行波放大,再经过管状放大器放大,实献能量输出10. 59J ,脉宽为4. 76ns ,发散角为6mrad、重复频率10Hz 激光输出。     

用Nd∶YAG激光器泵浦Rh6G染料溶液的实验研究

报道了用 Nd∶ YAG倍频绿光 ( 532 nm)激光器泵浦 Rh6G染料溶液的实验过程。得到了最高 7%的光 -光转换效率。给出了 532 nm绿光泵浦不同浓度 Rh6G溶液所得到的染料激光峰值波长。同时分析比较了 Nd∶ YAG绿光激光及其泵浦的染料激光器输出激光光束的空间和时间特性。     

高重频窄脉冲LD端面泵浦Nd∶YAG/LBO绿光激光器

报道了LD端面泵浦的Nd∶YAG/LBO U形腔腔内倍频激光器,通过对连续LD泵浦源脉冲调制选取合适的占空比,大幅降低了晶体的热透镜效应。在泵浦功率8.05 W,重复频率1 kHz条件下,获得了输出功率1.38 W、脉宽8 ns、峰值功率172 kW、光束质量M2因子1.3的绿激光输出,光-光转换率达17%。     

LD侧面抽运双棒串接Nd∶YAG激光腔的基模输出特性研究

在高功率线偏振基模输出激光二极管(LD)侧面抽运Nd∶YAG激光腔中,热致双折射效应是影响线偏振基模输出功率的主要热效应。利用双棒串接结构,对热致双折射效应引起的退偏效应进行了有效的补偿。在分析谐振腔参数对激光器性能影响的基础上,通过优化设计,在实验中得到了35 W的线偏振基模输出。     

LD侧面泵浦Nd∶GdVO4 电光调Q激光器研究

通过理论分析和实验研究,从泵浦效率、调Q性能、温度特性等几个方面比较了脉冲二极管泵浦Nd∶GdVO4 激光器和Nd∶YAG激光器的差异;对Nd∶GdVO4 激光器采用侧面泵浦的方式,电光调Q得到了输出能量27. 5mJ,脉冲宽度为6. 4ns,泵浦效率远高于Nd∶YAG激光器。     

半导体激光泵浦Nd:YAG激光器技术研究

本文研究了半导体激光端面泵浦固体激光器中的主要技术,指出泵浦功率较低时,为了降低激光器的阈值应选用近半共心腔或大R腔;泵浦功率较高时,为了提高激光器的输出功率和转换效率应选用半共焦腔。泵浦光耦合系统的设计应满足与激光腔模的最佳模式匹配。当泵浦功率为86mW时,Nd;YAG激光器基模输出8.3mW;激光器阈值为12mW。     

大能量短纳秒脉冲Nd：YAG激光

报道了一台大能量高光束质量激光二极管侧面泵浦的短纳秒脉冲Nd:YAG激光器。激光器包括纳秒电光调Q振荡器和两级侧面泵浦Nd:YAG棒状放大器。振荡级采用Nd:YVO₄晶体作为增益介质可减少热致双折射效应并降低腔内损耗。放大级采用两级串联放大的方式以提高放大倍数。最终，在脉冲重复频率为10 Hz时，获得了最大单脉冲能量为377 mJ、脉冲宽度为5.9 ns、平均光束质量因子为1.86的1064 nm激光输出。这种大能量、窄脉宽、高光束质量激光器有望用于远距离高精度的激光测距。