腔内倍频Nd3+:GdVO4/LBO深蓝456 nm激光器的工作特性

在激光二极管(LD)抽运腔内倍频Nd3 :GdVO4/LBO深蓝456 nm激光器中.为对比激光品体掺杂浓度对倍频输出功率的影响.利用同样尺寸为3 mm×3 mm×2 mm,稀土离子掺杂原子数分数分别为0.15和0.25的Nd3 :GdVO4品体作为对比.实验中利用同样长为20 mm的线性直腔,在使用10 mm长、按基频光为914 nm方向切割的Ⅰ类相位匹配倍频晶体LBO,在抽运功率为2.85 w时,前者获得了输出率为105 mW的深蓝456 nm激光,明显高于后者.通过对准三能级激光晶体的最佳长度分析表明,掺杂原子数分数为0.15的Nd3 :GdVO4晶体与0.25的相比,其实际长度更加接近于最佳长度.通过对倍频晶体LBO的最佳切割角和温度控制等分析表明,利用针对914 nm基频光切割的LBO晶体在912 nm激光器中.其切割角的差别可以通过温控的改变得到补偿.     

高效率连续波运转的激光二极管端面抽运914 nm Nd:YVO4激光器

利用激光二极管(LD)抽运Nd∶YVO4晶体产生914 nm谱线振荡,再通过腔内倍频技术获得457 nm激光输出,是获得大功率蓝光激光器的一条重要的技术路线,因而实现高效率运转的914 nm激光输出则是方案的关键。报道了激光二极管端面抽运Nd∶YVO4晶体、连续波运转的大功率914 nm准三能级激光器,方案中采用掺杂原子数分数为0.1%的低掺杂Nd∶YVO4晶体,有效地降低了热效应的影响,并通过准三能级理论模型的模拟计算选择了最佳晶体长度;通过对腔镜介质膜参数的适当控制,有效地抑制了波长为1064 nm和1342 nm的高增益谱线。实验中,914 nm激光器的阈值抽运功率仅为8.5 W,在31 W的抽运功率下914 nm激光输出功率高达7.2 W,激光器的斜率效率为32%,光-光转换效率为23.2%。     

LD抽运Nd∶GdVO_4/LBO内腔倍频456nm深蓝光激光器

用国产半导体激光二极管抽运Nd∶GdVO4晶体,在室温下获得912nm激光连续输出,用I类临界位相匹配LBO内腔倍频获得456nm深蓝光激光输出,当注入抽运功率为1.8W时,深蓝光最大输出为53mW,光-光转化效率为2.9%,功率稳定度24h内优于±2.3%。     

LD抽运Nd:GdVO4/LBO腔内和频491 nm蓝光激光器

为实现激光二极管(LD)抽运腔内和频491 nm蓝光激光器,从准三能级和四能级阈值和频理论出发,讨论和分析了1063 nm和912 nm激光双波长运转的条件.在实验中,采用标称输出功率为3 W的LD,端面抽运尺寸为3 mm×3 mm×2 mm,掺杂原子数分数为0.15%的Nd:GdVO4晶体,利用线性直腔结构在腔内实现912 nm和1063 nm双波长同时振荡,并利用LBO晶体进行Ⅰ类腔内和频,获得了连续0.8 mW 491 nm蓝色激光输出.     

LD抽运Nd:GdVO4/LBO内腔倍频456nm深蓝光激光器

用国产半导体激光二极管抽运Nd:GdVO4晶体,在室温下获得912nm激光连续输出,用Ⅰ类临界位相匹配LBO内腔倍频获得456nm深蓝光激光输出,当注入抽运功率为1.8W时,深蓝光最大输出为53mW,光-光转化效率为2.9%,功率稳定度24h内优于±2.3%.     

全固态561nm倍频激光器研究

报道了利用激光二极管端面抽运Nd∶YAG晶体,通过LBO非线性晶体腔内倍频实现的561nm激光输出。LBO晶体尺寸为2mm×2mm×10mm,采用Ⅰ类相位匹配切割。抽运功率为5W时,561nm的最大输出功率为123mW,此时的光-光转换效率为2.46%。实验中发现激光器很容易同时出现556nm及558nm倍频光。从非线性转换效率对基频光振荡的影响角度出发,分析了1112nm与1116nm谱线起振的原因。作为对比,利用允许角范围小的KTP作为倍频晶体进行了同样的实验,KTP晶体的尺寸为2mm×2mm×8mm,采用Ⅱ类相位匹配切割。实验结果显示,在KTP晶体倍频情况下,激光器很容易实现561nm单谱线激光输出。实验结果与理论分析相一致。     

LD连续和脉冲抽运的Nd：YAG腔内倍频蓝光激光器

在激光二极管连续抽运的Nd：YAG激光器中,分别采用BIBO和LBO晶体对946nm激光进行腔内倍频,获得473 nm蓝光输出。抽运功率9.5 W时,BIBO晶体倍频输出功率为508mW,转换效率5.35%：LBO晶体倍频输出功率为441 mW,转换效率4.64%。LBO倍频的转换效率小于BIBO,但输出蓝光的光束空间质量较好。在LD脉冲抽运和LBO晶体腔内倍频的Nd：YAG激光器中,研究了抽运脉冲的调制频率和占空比与蓝光输出功率的关系。当抽运功率9W,脉冲调制频率100Hz、占空比60%时,得到最大的蓝光输出功率465mW,比相同功率连续抽运提高87mW。结果表明,LD脉冲抽运能有效降低Nd：YAG晶体的热效应影响,提高激光器输出功率。     

高效率高功率全固态紫外激光器

报道了采用大功率国产光纤束模块端面抽运Nd∶YVO4激光晶体的腔外三倍频紫外激光器,用声光调Q技术实现了高功率高光束质量基频光输出。采用LBOⅠ类相位匹配和LBOⅡ类相位匹配的腔外倍频方法,并利用凹面反射镜的方式进行聚焦,避免了1064nm和532nm激光聚焦时由于波长的不同而产生的色差效应,有效地提高了三倍频的倍频效率。最终在注入抽运光功率为23.3W,声光调Q激光器的调制频率为20kHz的工作条件下,基频光输出功率为7.28W时,得到紫外激光输出功率为1.86W,1064nm基频光到355nm紫外激光的光-光转换效率为25.5%,此外,对紫外激光光束质量的测试表明,该紫外激光器具有高功率输出的同时仍有很好的光束质量。     

LD抽运Nd:YVO4/LBO 543 nm全固态激光器

报道了一种能获得543 nm激光连续输出的LD抽运全固态激光器,通过对谐振腔膜系的设计以及倍频品体的合理选掸和放置,采用长度为10 mm的Ⅰ类临界相位匹配LBO晶体进行腔内倍频,用功率为2 W的LD抽运掺杂原子数分数为0.8%的Nd:YVO4晶体,采用简单直腔结构,获得了543 nm激光输出.在1.9 W的抽运功率下,最大输出功率为105 mW.光一光转换效率高达5.53%,输出功率在3 h内长期稳定性优于3%.     

LD端面抽运Yb: YAG/LBO 537.8nm绿光激光器

为了研究Yb:YAG激光器的倍频输出特性,采用LD端面抽运掺杂原子数分数为0.1的Yb:YAG薄片激光晶体(4mm×1mm)、LBO(LiB3O5)腔内倍频进行了实验研究。在LD抽运功率为1.37W时,通过调节LBO的放置角度,实现了频率选择,并获得了最高功率为3.1mW的537.8nm的基模连续激光输出,光斑椭圆度为0.94。结果表明,采用Yb:YAG激光晶体,通过LBO腔内倍频可以获得稳定的高光束质量的537.8nm激光输出。     

LD单端抽运Nd∶GdVO4晶体16W连续波1.34μm激光器

Nd∶GdVO4 晶体除了具有Nd∶YVO4 晶体的优点 (发射截面大、吸收系数大、输出为线偏振等 )之外 ,Nd∶GdVO4 晶体在全固态高功率激光器领域具有良好的表现。由于 1 3μm波长附近的激光与光通信中广泛采用的硅光纤传输窗口相吻合 ,而且它的倍频又是得到红色激光的有效途径 ,所以 1 3μm激光的用途也将非常广泛。我们利用LD单端抽运Nd∶GdVO4 晶体 ,采用平凹谐振腔结构 ,获得了 16W连续波 1 34μm激光输出。抽运源为光纤耦合输出的大功率半导体激光器 ,光纤输出口径为 0 4mm ,室温下的峰值波长在 80 8nm附近。从光纤输出的抽运光经过…     

LD抽运腔内倍频456nm激光阈值理论分析与实验研究

从准三能级激光系统阈值理论出发,分析了影响激光阈值的几个因素。实验中采用标称输出功率为3W的LD,端面抽运掺杂浓度为0．15atm．％Nd：GdVO4晶体,利用曲率半径为30mm的输出镜,使用LBO晶体Ⅰ类相位匹配倍频获得了阈值大约为0．42mW的456nm蓝色激光输出。在抽运功率为1．9W时,最高功率达82mW,光-光转换效率为4．32％。为具体比较晶体掺杂浓度、输出镜曲率半径对激光阈值产生的影响,又采用尺寸相同,掺杂浓度为0．25atm．％的晶体以及曲率半径为50ram的输出镜进行了对比实验分析。结果表明,较低掺杂浓度晶体和较小曲率半径输出镜的激光阈值较低.     

LBO晶体长度对全固态473nm蓝光激光器效率的影响

报道了结构紧凑、输出稳定的473nm连续全固态蓝光激光器。模拟分析了LBO晶体长度与激光输出效率的关系,选择了最佳长度为10mm的Ⅰ类相位匹配的LBO晶体。当抽运功率为3 W时,获得了210 mW的473nm蓝光激光输出功率,光-光转换效率为7%,激光输出功率起伏小于3%。     

LD抽运的全固态三倍频紫外激光器

激光二极管(LD)抽运全固态激光器具有效率高、体积小、价格低、使用维护方便等优点,LD抽运固体激光通过频率变换产生紫外激光是目前的研究热点之一.目前已有用LD抽运Nd∶YAG激光器经四倍频在266 nm处输出20.5 W的报道,国际上广泛开展了全固态紫外激光的研究,研究主要集中在LD抽运Nd∶YAG调Q激光进行三倍频、四倍频,以及采用外腔谐振技术的连续Nd∶YAG激光的四倍频技术,对于连续输出的全固化三倍频激光(355 nm)还很少见报道. 实验中的激光介质为φ4 mm×10 mm的Nd∶YAG,两端镀1.064 μm及808 nm高增透膜,采用球面镜作为腔镜,二倍频晶体为II类位相匹配的KTP晶体,晶体尺寸为5 mm×5 mm×7 mm,三倍频晶体采用Ⅱ类位相匹配的LBO晶体,晶体尺寸为4 mm×4 mm×10 mm,R=100 mm平凹镜为全反射镜,R=30 mm的平凹镜为输出镜,对1.064 μm及532 nm高反射同时对紫外光355 nm高透过;三倍频晶体放在腔内的束腰处,腔长约120 mm,接近共焦腔.在半导体抽运Nd∶YAG全固态激光的基础上,采用内腔倍频技术,当半导体注入抽运功率为8 W时,产生约3 mW连续运转的355 nm紫外激光,当采用声光调Q运转时,产生的三倍频紫外激光输出平均功率超过50 mW.(OC2)     

高效率、高峰值功率351nm准连续紫外激光器

报道了一台高效率、高峰值功率351 nm紫外激光器。采用激光二极管（LD）端面抽运Nd:YLF晶体声光调Q获得准连续窄脉宽1 053 nm基波振荡,腔外两块LiB3O5（LBO）晶体紧贴输出镜放置,对基频光进行二倍频和三倍频,获得了高峰值功率351 nm紫外激光输出。在LD抽运功率为14 W、声光调 Q 激光器的调制频率为1 kHz的工作条件下,基波平均输出功率为1.45 W时,得到351 nm紫外激光平均输出功率450 mW,1 053 nm基频光到351 nm紫外光转换效率高达31.04%,脉冲宽度为7.5 ns,峰值功率达60 kW,光束质量良好。     

Nd:GdVO_4/Cr:YAG微片式脉冲激光器

以Cr:YAG作为可饱和吸收体,实现了激光二极管(LD)端面抽运Nd:GdVO4晶体的微片式被动调Q激光器。Nd:GdVO4晶体的尺寸为3 mm×3 mm×1 mm,a向切割,Nd3+掺杂原子数分数为0.5%,抽运端面镀有对808 nm增透和对1.06μm高反的双色膜,作为激光谐振腔的输入镜。Cr4+:YAG的尺寸为9.5 mm×1.1 mm,初始透射率为77%,其外端面镀有对1.06μm透射率为15%的部分反射膜,作为激光谐振腔的输出镜。谐振腔的长度为5~6 mm。激光的抽运阈值为4.62 W,当抽运功率为13.86 W时,最大平均输出功率为0.98 W,相应的光光转换效率为7%,斜率效率为9.5%,最高重复频率、最大单脉冲能量和最短脉冲宽度分别为23.4 kHz,44.6μJ和2.9 ns,相应的峰值功率为15.4 kW。     

不同晶体组合的671nm激光输出对比研究

为了找出LD端面泵浦连续671nm激光器的最佳晶体组合方式,对激光晶体Nd:YVO4和Nd:GdVO4,及倍频晶体LBO和BIBO的物理光学特性进行了理论分析,并在相同的直腔条件下,分别用这些激光晶体和倍频晶体进行不同的组合实验,实现连续红光输出,分析对比了它们的激光特性.结果表明使用Nd:YVO4和I类临界相位匹配LBO组合可获得更高的红光输出功率及更好的光束质量.     

879nm直接抽运提高Nd∶GdVO_4激光器性能

激光二极管(LD)大功率端面抽运固体激光器(DPSSL)中的热效应会影响到激光器的各个方面,使得激光输出效率下降,光束质量变坏、谐振腔的稳定性变差等。采用新波段879 nm取代808 nm,将粒子直接激励到激光发射上能级,降低无辐射弛豫过程产生的热量,有效地减少热的产生,降低激光二极管端面抽运Nd∶GdVO4晶体的热效应,获得更高性能的激光输出。在相同条件下通过879 nm激光二极管直接端面抽运及808 nm激光二极管间接端面抽运Nd∶GdVO4激光器的实验比较,结果表明,在较高抽运功率下采用879 nm抽运提高了Nd∶GdVO4激光器的激光输出性能。最后采用879 nm激光二极管端面抽运Nd∶GdVO4晶体棒直线腔方案,在16.3 W的吸收抽运功率下,获得最大连续输出功率9.8 W的TEM00模1063 nm激光输出,对吸收抽运光的光-光转换效率高达60.1%,斜率效率达68.4%。     

LD端面抽运全固态声光调Q228.5nm深紫外激光器

采用三镜折叠V型谐振腔、声光调Q技术和三硼酸锂（LBO）晶体,对二极管端面抽运Nd∶YVO₄的914 nm基频光进行腔内倍频,实现了457 nm激光输出,利用I类相位匹配偏硼酸钡（BBO）晶体对457 nm蓝光进行腔外倍频,获得了228.5 nm深紫外激光。当抽运功率为17 W时,获得了平均功率为10 mW的228.5 nm深紫外激光输出,脉冲宽度为64.26 ns,重复频率为10 kHz。2 h内的激光输出稳定度为±2%。     

端面抽运矩形截面Nd∶GdVO_4晶体热效应研究

以解析分析理论为基础,研究矩形横截面Nd∶GdVO4晶体受到具有高斯分布的端面中心入射时,激光晶体温度场分布情况和晶体抽运面热形变分布情况。通过对半导体激光端面入射Nd∶GdVO4激光晶体工作特点分析,建立了符合激光晶体工作状态的热模型,利用热传导方程(泊松方程)的一种新求解方法,得出了矩形截面Nd∶GdVO4晶体的温度场分布和端面热形变场通解表达式,同时对影响激光晶体温度场分布的各种因素进行了定量研究。研究结果表明,当使用输出功率为15W的半导体激光器端面中心入射Nd∶GdVO4晶体(晶体掺钕离子原子数分数为1.2%)时,在抽运端面中心获得189.0℃最高温升和1.37μm最大热形变量。这种方法还可以应用到其他激光晶体热问题研究中。