基于石墨烯被动调Q Nd:YAG晶体微片激光器

设计了以石墨烯作为可饱和吸收体的被动调Q掺钕钇铝石榴石晶体(Nd:YAG)微片激光器。该激光器采用三明治结构,附有石墨烯薄层的YAG晶体紧密压贴于工作物质Nd:YAG晶体上,晶体端面镀膜作为端面镜构成平行平面谐振腔。采用光纤耦合输出激光二极管端面抽运技术,利用石墨烯的可饱和吸收作用,在注入功率为1.17 W时实现微片激光器的调Q运转,获得波长1064.6 nm,重复频率300~807 kHz可调,最小脉冲宽度75 ns的激光输出。激光器最大输出功率38.4 mW,最大单脉冲能量54.7 nJ。     

双端面抽运Nd:YVO_4激光器的理论和实验研究

基于传输矩阵理论,针对双端面抽运的"Z"型折叠腔Nd∶YVO_4 激光器的谐振腔设计进行了数值模拟,着重分析和比较了不同腔型稳定性的变化情况."Z"型折叠腔中关于臂长的选择对于稳定性影响较大,平凹腔在较低的泵浦功率范围更加稳定,双凹腔的稳区范围较小,但是却更适合在高泵浦功率下工作.分别采用平-凹和双凹腔型对Nd∶YVO_4的1 064 nm连续激光进行了研究,在相同腔长不同腔型下分别获得了稳定的1 064 nm高功率激光输出,谐振腔稳区范围和输出功率变化规律与理论计算吻合.     

基于石墨烯被动调Q Nd∶YAG晶体微片激光器

设计了以石墨烯作为可饱和吸收体的被动调Q掺钕钇铝石榴石晶体(Nd∶YAG)微片激光器。该激光器采用三明治结构,附有石墨烯薄层的YAG晶体紧密压贴于工作物质Nd∶YAG晶体上,晶体端面镀膜作为端面镜构成平行平面谐振腔。采用光纤耦合输出激光二极管端面抽运技术,利用石墨烯的可饱和吸收作用,在注入功率为1.17W时实现微片激光器的调Q运转,获得波长1064.6nm,重复频率300～807kHz可调,最小脉冲宽度75ns的激光输出。激光器最大输出功率38.4mW,最大单脉冲能量54.7nJ。     

光参量振荡器泵浦源的理论研究与优化设计

研究了作为光参量振荡器的泵浦源1064nm声光Q Nd:YAG激光器.从Nd:YAG激光特性出发,介绍了LD端面抽运Nd:YAG调Q固体激光器的特性,对谐振腔结构进行了等效、分析和数值计算,给出了稳腔条件和腔中振荡光斑随腔长的变化曲线.对调Q脉冲形成过程的速率方程进行了数值计算,得到脉冲形状,分析了泵浦光脉冲形状和脉宽对参量振荡信号光的影响.所得结果对产生高质量、宽调谐、高转换效率的光参量振荡器具有一定的指导意义.     

定向棱镜改善Cr4+:YAG调Q输出稳定性的研究

为了改善Cr4+:YAG被动调Q激光器的输出稳定性,采用了定向棱镜谐振腔,通过实验得到了以下结果:单脉冲能量稳定度由7.3%提高到2.2%,脉宽稳定度由13.5%提高到6.5%,频率精度由0.01%提高到0.005%,输出脉冲波形稳定光滑。研究表明,采用定向棱镜谐振腔技术的Cr4+:YAG被动调Q激光器的输出稳定性较原平平腔激光器得到了显著改善。另外还报道了定向棱镜谐振腔技术消除Cr4+:YAG被动调Q激光器子脉冲的现象。     

非稳腔大功率绿光激光器的研究

为了提高激光的光束质量和提供准直的平行光束,为抽运钛宝石提供优良的大功率的绿光抽运源,对激光二极管侧面抽运Nd:YAG声光调Q腔内倍频固体激光器进行了研究.实验中采用凸平直线非稳腔,将凸面镜和增益介质热透镜效应等效为望远镜系统进行分析.由实验可知,凸平非稳腔具有较大模体积、良好的稳定性等优点;利用二类相位匹配的磷酸钛氧钾晶体进行腔内倍频,当抽运功率为200W时,获得脉宽109ns、重复频率9.3kHz、发散角小于2mrad的42W绿光输出,光光转换效率达到21%,24h长时间的工作,不稳定性小于2%.结果表明,利用非稳腔腔型,在侧面抽运的模块中可以实现高效的大功率绿光输出.     

83 W 659.5 nm全固态红光激光器

报道了采用双抽运头串联的对称直通腔结构及KTP晶体腔内倍频实现高功率红光激光输出的实验结果.在激光二极管(LD)抽运功率为1250 W,声光Q开关工作重复频率为10 kHz条件下,获得平均功率为83 W,波长为659.5 nm的红光激光输出,光-光转换效率为6.7%,斜率效率为17%.激光器采用平-平腔结构,每个抽运头使用了一个连续运转的高功率激光二极管侧面抽运组件,组件内由35只20 W的激光二极管呈五边形阵列分布抽运一根Nd∶YAG圆棒.采用镜片镀膜的方法使Nd∶YAG工作在1319 nm波长,经腔内倍频得到单一波长659.5 nm红光输出,并对该激光器的基频及倍频输出特性进行了实验研究.     

采用平凸腔自准直输出的(Ce,Nd):YAG激光器

大多数小型手持式激光测距仪均采用平行平面谐振腔结构的Nd:YAG激光器作为测距光源,因其激光器的峰值功率不高,激光束散角差,重复工作频率低而使测距仪的性能受到一定限制。我们采用能同时压缩脉宽和束散角的平凸型非稳腔和热效率高的新型双掺(Ce,Nd):YAG晶体,装调出的激光器获得了18.6mJ能量,5ns脉宽,0.6mrad束散,峰值功率3.7MW的激光单脉冲输出。     

高效高功率侧面抽运腔内倍频连续绿光激光器

激光二极管(LD)侧面抽运的内腔倍频激光器技术是实现高功率、高稳定且低成本连续绿光激光器的有效方法。为满足激光彩色显示、激光加工、数据存储、医疗卫生和科研等领域对连续绿光激光器的需求,研制了一台高效、高功率侧面抽运腔内倍频Nd∶YAG/KTP连续绿光激光器。采用优化的平-凹-平三镜折叠腔结构,Ⅱ类相位匹配KTP晶体内腔倍频,当808 nm激光二极管抽运功率约为180 W时,得到最高18.7 W的连续绿光激光输出,对应的光-光转换效率为10.4%。在输出功率15.4 W时测量激光功率稳定性,其功率不稳定度小于0.5%。输出光束平滑,远场为类高斯分布,用刀口法测量了激光器不同输出功率时的光束质量,光束传输因子M2小于7。     

两级串接Nd3+:YAG激光器谐振腔的研究

采用矩阵光学的方法对两种典型两级串接Nd：YAG激光器谐振腔进行了研究。结果表明：谐振腔内棒的位置直接影响了腔的稳定范围和模体积，对两种典型谐振腔来说，等间距腔的稳定范围和模体积要大得多，输出功率也更高。     

Optical parametric oscillation in MgO:LiNbO3 driven by adiode pumped single frequency Q-switched laser

Optical parametric oscillation tunable over the 940-1220-nm spectral region has been obtained from a monolithic magnesium-oxide-doped lithium niobate ring resonator. The monolithic optical parametric oscillator (OPO) was pumped by the 532-nm second harmonic of a diode-laser-pumped single-frequency Q-switched Nd:YAG laser. The exceptional frequency and amplitude stability of the single-frequency pump source provided stable OPO output pulses     

脉冲激光二极管巴条侧面泵浦Nd:YAG陶瓷瞬态热效应研究

为减弱脉冲激光二极管巴条侧面泵浦Nd:YAG陶瓷激光器热效应影响,提高谐振腔稳定性以及改善激光器性能,文中利用热传导理论对脉冲激光二极管巴条侧泵激光陶瓷产生的温升及热形变场进行了解析研究。依据脉冲激光二极管巴条侧面泵浦激光陶瓷工作状态分析,建立契合实际的热分析模型,通过热传导Poisson方程求解,得到单脉冲侧泵激光陶瓷泵浦时段与泵浦间期两个阶段温度场与热形变场的一般解析表达式。定量地分析了脉冲二极管巴条侧面泵浦Nd:YAG陶瓷三维温场分布、重复脉冲泵浦过程中温度场分布,以及不同泵浦参数对温场的影响,定量分析了达到热动态平衡时泵浦面的热形变量。计算结果表明:当泵浦光功率为60 W,重复频率为100 Hz,束腰半径为150 μm,钕离子掺杂质量分数为1.0 %时,Nd:YAG陶瓷泵浦面产生29.6 ℃的温升,泵浦面与通光面产生0.95 μm和0.99 μm的热形变量。激光陶瓷温度场解析方法解决了使用数值分析法造成研究精确度不高的问题,该方法还可以应用到激光系统的其他热问题研究中,为减弱激光系统中的热问题提供了理论依据。     

1.1 W连续输出473 nm全固态蓝光激光器

报道了光纤耦合激光二极管端面抽运Nd：YAG晶体，I类临界相位匹配LBO腔内倍频的473nm全固态蓝光激光器。通过对准三能级系统进行分析，采用国产普通Nd：YAG晶体棒作为工作物质。将热效应因素考虑在内，设计出对热效应不敏感的短三镜折叠腔，通过改善致冷条件，在14W的抽运功率下获得了1．1W TEM00模连续473nm蓝光输出，光-光转换效率达7．9％。阈值仅为2W。讨沦了获得更高输出功率的可能性。     

光学暗室内杂散激光能量分布模型仿真与测量

为了模拟1.06μm脉冲激光在暗室内壁多次漫反射后的能量分布,在对暗室内激光目标反射特性研究的基础上提出了神经网络叠加的算法,并建立了暗室内杂散激光能量分布数学模型;利用模型仿真得到了入射能量为1J的1.06μm脉冲激光漫反射能量分布图,分布图表明暗室的整体消光性能较好,但是个别壁面存在局部较强的反射区域,该区域的激光能量最大值约为3.5×10-4J;通过模型的理论计算与实际验证测量分别得到了监测探头的能量密度理论值与实测值,对两组数据的比对分析表明,理论值与实测值的最大和最小相对误差分别为10.7%与1.3%,并且两者的分布规律一致。结果表明,此模型具有较高的可信度和仿真精度,能够满足内场仿真试验的实际需求。     

半导体激光泵浦固体激光器的增益开关效应

用功率大于100mW的二极管激光器列阵泵浦Nd:YAG固体激光器,实现了DPL的增益开关作用。研究了增益开关的动态特性,得到峰值功率大于80mW的1.06μm激光输出,与计算结果一致。提出了三阶梯泵浦的高增益开关新方法,得到峰值功率大于150mW、脉冲宽度小于0.2μs的固体激光输出。     

LD泵浦Nd:YAG人眼安全波段1.44μm激光器

利用808 nm LD作泵浦源,通过合理的谐振腔镜膜层设计,实现了Nd:YAG的4Fa/2→4I13/2能级跃迁,获得了1.44 μm人眼安全波段激光的连续和脉冲运转.在泵浦功率为1.5 W的条件下,激光器连续运转时,腔内放入布氏片,获得268 mW的稳定TEM00模线偏振激光输出,激光阈值380 mW,斜效率达23.9%,M2因子小于1.3.用新型饱和吸收体V:YAG代替布氏片垂直于光路放置,获得了平均输出功率36 mW,脉冲宽度106 ns,脉冲重复频率52 kHz仍然是线偏振的激光输出,相应脉冲峰值功率和单脉冲能量分别为6.5 W和0.69μJ.     

High power, CW single-frequency, TEM00,diode-laser-pumped Nd:YAG laser

255 mW of 1.06 μm, CW, single-longitudinal-mode, TEM₀₀ output has been obtained by end-pumping a twisted-mode cavity Nd:YAG laser with a 1 W diode laser. The key elements of the laser are two λ/4 waveplates (zero-order) placed at both ends of the laser crystal (Nd:YAG, φ3×8 mm). The fast axes of the waveplates are rotated by 90° with respect to each other and rotated by 45° with respect to an intercavity Brewster polariser. In addition, one of the waveplates acts as a resonator and mirror and input coupler for the pump radiation     

大功率激光二极管抽运固体激光器的研究

大功率激光二极管抽运固体激光器正逐步取代传统的灯抽运固体激光器，已广泛应用于工业领域。介绍了一种激光二极管侧面抽运的Nd:YAG激光器。采用二级串联振荡方式，一组五个激光二极管抽运模块沿Nd:YAG棒圆周均匀分布，有六组共30个激光二极管，棒外面套了一根冷却玻璃管，通过循环水流把棒内的热量带走。采用稳定的平平激光谐振腔，获得激光功率360 W,功率稳定度±1%的稳定输出。对该激光器结构和输出特性进行了详细的研究。用户使用表明，该激光器具有转换效率高、使用寿命长、结构紧凑、整机性能可靠等特点。     

激光二极管端面泵浦的多晶Nd:YAG 1.32μm连续激光器

本文报道了激光二极管端面泵浦的多晶Nd：YAG(Polycrystalline Nd:YAG ceramic)1．32μm连续激光器的实验研究．在泵浦功率为2．1W时，激光达到阈值开始输出；在泵浦功率为9W时，输出功率达到690mW，斜率效率为11％．据我们所知，这是目前报道的功率最大的多晶Nd：YAGl．32μm连续激光器。     

连续波500W全固态Nd∶YAG激光器研究

研制了全国产化全固态半导体激光器(LD)抽运模块,Nd∶YAG激光输出功率达500W。介绍了优化抽运模 块结构参数的程度。从增益分布特性等方面,介绍了研究其输入 输出功率特性的实验装置,随着抽运功率的增加, Nd∶YAG激光输出以斜率效率47%线性增加,最大输出功率达到575W,光 光转换效率达26.1%。采用He Ne 激光探测法实验测量了该抽运模块中的热透镜效应。通过测量热焦距,分析了其热透镜效应:热透镜焦距与抽运 功率成反比,抽运功率很小时,热焦距大,热透镜效应很小,被Nd∶YAG棒的修凹面补偿,所以此时热焦距较大,热 效应不显著。随着抽运功率的增大,热焦距减小,热透镜效应越来越显著。