钙钛矿可饱和吸收体红外激光器研究进展北大核心CSCD

可饱和吸收体激光器具有输出功率大、峰值功率高的特点,在军事、加工、医疗和科学研究领域有广泛的用途,常用于测距、电子器件微加工、大气检测、光谱研究、外科和眼科手术、等离子体诊断、脉冲全息照相以及激光核聚变等方面。近年来,将钙钛矿结构的材料作为可饱和吸收体的激光器比较少,但钙钛矿材料凭借其优异的光电性能作为可饱和吸收体在激光器领域有着出色的表现。本文综述了使用钙钛矿可饱和吸收体的激光器研究进展。最后,对钙钛矿可饱和吸收体激光器在2μm领域的未来发展进行了展望。     

基于石墨烯可饱和吸收体的被动锁模、被动调Q掺镱光纤激光器

报道了石墨烯材料作为可饱和吸收体的被动锁模、被动调Q掺镱全光纤激光器。采用环形腔结构,在抽运功率为1.2W时,有稳定的重复频率为1.04MHz的自锁模脉冲发生,平均输出功率为46mW;当抽运功率增加到2.3W时,平均输出功率为170mW,相应的单脉冲能量高达163nJ,脉冲宽度约为680ps。采用线形腔结构,实现了石墨烯被动调Q激光脉冲输出,其重复频率在140～257kHz可调,最窄激光脉冲宽度为70ns,最大平均功率为12mW,相应最大单脉冲能量为46nJ。     

四价铬离子可调谐激光器研究的进展

本文主要介绍了两种掺四价铬离子(Cr4+)可调谐激光器─-掺Cr4+镁橄榄石激光器和掺Cr4+钇铝石榴石激光器的进展,着重叙述了其光谱特性和激光特性,并对正发展中的几种新的掺Cr4+激光材料做了简要的评述。     

凸-ARR非稳腔中Cr4+:YAG调Q激光器的研究*

在带抗共振环(Anti-resonant Ring,ARR)的非稳腔Nd:YAG激光器中,采用C,+:YAG作为被动调Q元件,获得单脉冲能量>85 mJ,脉宽40ns和能量起伏0.4%的高能量、高稳定调Q激光脉冲.同时对平-凸非稳腔和平-平介稳腔进行实验比较,并对腔型和实验结果进行了初步分析.     

凸—ARR非稳腔被动锁模和调Q激光的腔内倍频

采用凸－ARR（抗共振环）非稳谐振腔,BBO晶体作为腔内倍频元件,在Nd:YAG被动锁模和Nd:YAG,Cr^4 :YAG被动调Q激光器中实现腔内倍频运转,分别获得了倍频能量转换效率为63．6％和31．5％。实验结果指出,提高基波光功率密度可大大提高脉冲激光的倍频能量转换效率。     

主被动调Q-锁模Nd:YAG激光器的实验研究

对脉冲氙灯泵浦的调Q-锁模Nd:YAG固体激光器进行了实验研究.比较和分析了声光主动锁模、Cr4 :YAG晶体被动调Q-锁模以及这两种机制联合锁模情况下Nd:YAG激光器的输出特性.在Cr4 :YAG晶体被动调Q-锁模时得到了深度80%以上的锁模输出,但是锁模不完全,且波形和能量稳定性低,脉宽为1.9～3.6 ns.而主被动联合锁模克服了这一缺点,可获得幅值和能量抖动小于±5%、锁模深度100%、脉宽小于650ps、能量近300mJ的超短脉冲输出.     

镁橄榄石可调谐激光的研究

本文报道了室温下镁橄榄石可调谐激光的实验结果。采用调QNd∶YAG脉冲激光作为泵浦源,可调谐波长范围为1.167μm到1.332μm。输出能量为11.5mJ,转换效率为16％。倍频后,获得从0.584μm到0.666μm的倍频激光输出。     

基于碳纳米管的Tm∶YAP 2μm脉冲激光特性实验研究

采用结构简单、紧凑的直线腔设计,用单壁碳纳米管(SWCNT)为饱和吸收体,实现了激光二极管(LD)抽运Tm∶YAP晶体的2μm波段被动调Q和调Q锁模(QML)脉冲激光运转。当腔长为30mm时,实现了稳定的2μm被动调Q激光输出,抽运功率为8.64 W时,最大平均输出功率为507mW,最高重复频率26.91kHz,最窄脉宽262ns,相应的单脉冲能量18.8μJ。腔长增加到80mm时,得到调Q锁模激光运转,最大平均输出功率和调Q包络脉冲的最高重复频率分别为387mW和34.61kHz,调Q包络下锁模脉冲的重复频率为1.87GHz。     

基于ZnO可饱和吸收体的超快激光器

ZnO是一种优异的可饱和吸收体(SA),然而它在近红外波段的光吸收性能较弱,限制了其在超快光子学领域的进一步应用.首先采用水浴法制备了 ZnO微球粉末,旋涂到金镜衬底上制备成ZnO-SA,再利用磁控溅射法及热退火在ZnO-SA表面修饰了金纳米颗粒,制备了一种新型的金核壳结构的ZnO-SA.由于金纳米颗粒的表面等离子体吸收效应,将ZnO-SA的调制深度提升至4.07％,非饱和损耗降低至24％.使用这种新型的ZnO-SA成功地提升了调Q激光器的输出特性,同时也构建了稳定的波长为1.55 pm环形腔掺铒光纤锁模激光器,最大平均输出功率为2.67mW,重复频率为3.53 MHz.研究结果表明,这种具有金纳米颗粒修饰的ZnO-SA在制备高性能锁模激光器方面具有巨大的应用潜力.     

低能量抽运的增益开关型Cr4+:Mg2SiO4激光器

为了研究低能量的1.06μm调Q激光脉冲抽运的增益开关型Cr4+:Mg2SiO4激光器,对该激光器的速率方程进行数值求解,并选取合适的初始条件,得到输出的1.22μm激光脉冲的时间波形、脉冲的建立时间和脉冲宽度与抽运能量的关系,理论计算与实验研究结果基本符合。当抽运激光脉冲的能量为45mJ、脉冲宽度为30ns时,激光器输出的1.22μm激光脉冲的能量和脉宽分别是7mJ和8.2ns。输出激光的脉冲宽度是抽运激光的脉冲宽度的近1/4,光-光转换效率为15.5%。数值计算和实验研究结果均表明,在低能量抽运情况下,激光脉冲的建立时间和脉冲宽度均随着抽运能量的增加而减小。     

Cr4+:YAG晶体在固体激光器中的应用研究

Cr4 :YAG晶体具有良好的物理化学性质 ,其在激光器的研究中有着十分重要的作用 ,这篇文章第一次全面概括了Cr4 :YAG晶体在固体激光器中的三种应用。Cr4 :YAG晶体既可作为调Q晶体用于其它固体激光器中 ,用来改善输出激光的性能 ,同时它也可作为激光增益介质 ,制作成宽带可调谐的激光器系统 ,用于光纤通信技术、量子通信、光电子器件等等当中。     

重复频率连续可调谐的Cr4+:YAG被动调Q微片激光器

激光二极管泵浦的Cr4+:YAG被动调Q微片激光器因其高重复频率、短脉宽、高峰值功率等优点,在光通信、激光雷达、遥感监测、非线性频率变换、激光微加工等领域有着重要应用,然而目前Cr4+:YAG被动调Q激光器脉冲输出稳定性较差,而且重复频率调谐范围窄,限制了其在气溶胶的荧光分析、测距以及空间光通信等领域中的广泛应用。实验中采用预泵浦方式,在激光二极管泵浦的Cr4+:YAG被动调Q微片激光器中获得重复频率连续可调、稳定振荡的激光脉冲输出,重复频率连续可调谐范围为2 ~28 kHz,其单脉冲能量的不稳定性优于2.50%。其中,在重复频率为20 kHz时,获得脉冲宽度为2.431 ns,单脉冲能量17.6 J,消光比252:1的脉冲输出,其幅度不稳定度约为4.00%,重复频率不稳定度约为2.40%。此类宽频可调、稳定振荡的激光二极管泵浦的Cr4+:YAG被动调Q微片激光器有着广阔的应用前景。     

主被动锁模脉冲氙灯抽运Nd:YAG激光器的研究

为了克服主动锁模脉冲能量低、被动调Q锁模稳定性差、锁模不完全的缺点,采用Cr<'4+>:YAG和声光锁模器进行主被动联合锁模脉冲氙灯抽运的Nd:YAG激光器,实验验证和分析了Cr<4+>:YAG被动锁模,声光锁模器主动锁模及两者联合主被动锁模3种情况下输出脉冲的特性.结果表明,主被动联合锁模可得到200mJ输出能量、输...     

Cr4+:Nd:YAG被动调Q激光器周期的实验研究

对存在激发态吸收的被动调QCr4 :Nd :YAG激光器 ,采用Hopf分岔条件和微分方程的稳定性分析 ,确立了在一定范围内的Q脉冲重复频率解析表达式 ,并以实验对结论进行了验证 ,得出相一致的结果     

LD抽运的Nd∶YVO_4激光器的被动调Q运转

采用Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体,实现激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YVO4激光器的被动调Q运转。当12.8W的LD连续抽运时,获得平均功率1.28W、重复频率40kHz、脉冲时间宽度24ns、峰值功率达1.33kW的稳定脉冲序列;当LD单次脉冲抽运时,在34mJ的抽运能量下,获得能量为0.48mJ、脉宽34ns的调Q脉冲。实验上研究了抽运功率或能量、输出镜透过率对Nd:YVO4激光器输出的影响,并给出了合理的理论解释。     

LD抽运的Nd:YVO4激光器的被动调Q运转

采用Cr4 :YAG晶体作为可饱和吸收体,实现激光二极管(LD)端面抽运的Nd:YVO4激光器的被动调Q运转.当12.8W的LD连续抽运时,获得平均功率1.28W、重复频率40kHz、脉冲时间宽度24ns、峰值功率达1.33kW的稳定脉冲序列;当LD单次脉冲抽运时,在34mJ的抽运能量下,获得能量为0.48mJ、脉宽34ns的调Q脉冲.实验上研究了抽运功率或能量、输出镜透过率对Nd:YVO4激光器输出的影响,并给出了合理的理论解释.     

Cr4+∶YAG被动调Q的单向环形腔Nd∶YAG激光器研究

介绍了利用辅助镜的Nd:YAG单向环形腔,并利用Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收被动调Q器件.对环形腔的设计进行了分析,并对利用不同初始透过率的Cr4+:YAG晶体作为调Q器件所获得的脉冲序列进行了测量,对结果进行了初步分析.     

Cr4+:YAG被动调Q腔外三倍频紫外激光器

理论上分析了影响腔外三倍频输出效率的各因素,并对Cr4+:YAG小信号透过率、输出镜透过率、聚焦透镜焦距、非线性晶体尺寸的优化选取以及各元件的合理放置进行了讨论.在最大抽运功率为17W的情况下,获得了336mW的355nm准连续紫外激光输出,重复频率为28kHz,脉宽12ns,单脉冲能量为12J,峰值功率为1kW,总的光-光转换效率为2%.