新型非线性晶体--CsLiB6O10的倍频效应

介绍了新型非线性晶体———CsLiB6 O10 (CLBO)的非线性光学 (NLO)特性。用CLBO单晶在调QNd∶YAG激光器上实现了 2ω ,3ω ,4ω和 5ω谐波激光输出 ,转换效率分别为 6 0 % ,5% ,4 3%和8%。对影响倍频光转换效率的因素进行了讨论。     

综合动态信息

973计划取得多项重大进展　　从科技部获悉 :我国在紫外、深紫外非线性光学晶体KBBF、KABO单晶制备和深紫外谐波光的产生等方面 ,均获得重大突破 ,生长出 2 0× 1 0× 1 .8mm3 的KBBF单晶和 50× 2 0× 1 7mm3 重达 30克的KABO单晶 ,均属于国际最高水平。KBBF晶体的棱镜耦合技术属国际首创 ,已分别申请了中、美发明专利。在KBBF器件研究方面 ,实现了 3项国际记录 ,均属国际最高水平 :首次获得Nd∶YAG激光的 6倍频功率输出 ;首次获得Ti∶Sapphire可调谐激光的 4倍频谐波光 (2 0 0nm～ 1 70nm) ,实现了可调谐的深紫外相干光输出 ;…     

BIBO晶体腔内倍频高效率473 nm 蓝光激光器

BIBO(BiB3O6)晶体是一种新型的非线性光学晶体，物化性能稳定、光损伤阈值高，并且具有相当大的非线性光学系数，可以制作成频率变换器件，获得高效的倍频激光输出。报道了用BIBO晶体对一台运转于946nm激光谱线的激光二极管(LD)抽运Nd：YAG激光器进行腔内倍频获得高效率的473nm蓝光输出的实验结果。用国产的激光二极管端面抽运厚2．2mm，掺杂浓度1．0at．-％的Nd：YAG激光晶体，在注入抽运光功率为1．6W时，用5mm长的Ⅰ类临界位相匹配BIBO晶体获得的TEM0。模蓝光输出达183mw，相应的腔内倍频转换效率为11．4％，比同样工作条件下10mm长Ⅰ类LBO晶体的倍频效率高45％以上。     

104 W全固态532 nm Nd∶YAG激光器

我们采用单Nd∶YAG棒平凹谐振腔设计及临界相位匹配的KTP晶体 ,利用内腔倍频技术获得了平均功率为 10 4W的绿光输出。实验装置如图 1。实验采用美国CEO公司生产的半导体激光器组件 ,它由 80个 2 0W二极管激光器组成 ,按照五角形等间距侧面抽运Nd∶YAG棒 ,其总抽运功率为 16 0 0W ,激光介质的尺寸为 6 36mm× 146mm ,侧面打毛 ,两端磨成平面 ,镀 10 6 4nm增透膜。倍频晶体采用Ⅱ类相位匹配的KTP晶体 ( =2 3 6° ;θ=90°) ,其尺寸为 7mm× 7mm× 8mm ,两面镀 10 6 4nm和 5 32nm增透膜 ;考虑到高功率下激光介质Nd∶YAG棒的热致…     

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)     

我国科技部"973"计划取得多项重大进展

。我国“973”计划取得多项重大进展,在紫外、深紫外非线性光学晶体KBBF、KABO单晶制备和深紫外谐波光的产生等均获得重大突破。现已生长出200mm×10mm×1.8mm的KBBF单晶和50mm×20mm×17mm重达30g的KABO单晶,均属于国际最高水平。KBBF晶体的棱镜耦合技术属国际首创,已分别申请了中、美发明专利。在KBBF器件研究方面,实现了3项国际记录,首次获得Nd∶YAG激光的6倍频功率输出;首次获得钛宝石可调谐激光的4倍频谱波光(200～170mm),实现了可调谐的深紫外相干光输出;使用倍频方法,首次实现了197～193nm倍频光输出,并获得4.5mW的有效…     

BiB3O6晶体腔内倍频457nm蓝光激光器

BiB3O6（BIBO）晶体是一种新型的非线性光学晶体,物化性能稳定,具有相当大的非线性光学系数,可以制作成频率变换器件,获得高效的倍频激光输出。本文报道了用BIBO晶体对一台运转于914nm激光谱线的LD泵浦Nd：YVO4激光器进行腔内倍频获得高效率的457nm蓝光输出的实验结果。用国产的激光二极管端面泵浦厚2．0mm、掺杂浓度1．0％的Nd：YVO4激光晶体,在注入泵浦光功率为8W时,用5mm长的I类临界位相匹配BIBO晶体获得的TEM00模蓝光输出达1．83W。     

四倍频Nd∶YAG激光在高压氢气中的喇曼频移研究

利用Nd∶YAG固体激光器四倍频输出 (2 6 6nm)在高压H2 中的受激喇曼散射获得多波长的激光输出。当泵浦能量一定时 ,通过改变H2 压力得到了最佳的能量输出 ,2 99nm波长的激光能量为 3mJ,341nm波长的激光能量输出为 6 .1mJ ,398nm波长的激光能量输出为 2 .8mJ ,2 39nm波长的激光能量输出为 0 .8mJ,同时在 4 77nm ,5 95nm ,2 18nm ,2 0 0nm波段也有能量输出     

LD抽运Cr,Nd:YAG倍频输出532 nm绿光

我们用本所生长的掺 0 .0 2 5 at.- % Cr和 0 .5 at.- % Nd的 Cr,Nd:YAG晶体作为激光增益介质 ,在室温下获得了 5 32 nm的绿光输出。实验中所用的 Cr,Nd:YAG晶体的尺寸为 8mm× 8mm× 1 .8mm,Cr4 在 1 .0 6 4μm的吸收系数为 0 .1 44 cm- 1 ,Nd3 在 80 8nm处的吸收系数为 2 .6 cm- 1 。用脉冲 LD作抽运源 ,抽运光波长为 80 8nm,脉冲宽度为 2 ms,重复率为 2 0 0 Hz,输出的最大功率为 2 W,占空比为 5 :1。采用端面抽运方式 ,抽运光直接入射到晶体上。Cr,Nd:YAG晶体的两个面作为激光谐振腔 ,设计为平 -平腔 ,晶体的输入面镀 80 8nm增…     

调Q脉冲紫外光Nd:YAG激光器的研究

研制了一种大能量紫外光脉冲Nd：YAG激光器。由漫反射聚光腔、VRM非稳腔、电光调Q输出高光束质量基频激光;采用Ⅱ类KTP晶体倍频与Ⅱ类LBO晶体混频,获得紫外355nm激光输出;单脉冲能量达140mJ,光束发散角1．5mrad,1064～355nm光一光转换效率达22．2％,重复频率5Hz,脉宽9．7ns,光束直径6．5mm。     

调Q脉冲紫外光Nd∶YAG激光器的研究

研制了一种大能量紫外光脉冲Nd∶YAG激光器。由漫反射聚光腔、VRM非稳腔、电光 调Q输出高光束质量基频激光;采用Ⅱ类KTP晶体倍频与Ⅱ类LBO 晶体混频,获得紫外 355nm激光输出;单脉冲能量达140mJ,光束发散角1. 5mrad, 1064～355nm光- 光转换效率达22. 2% ,重复频率5Hz,脉宽9. 7ns,光束直径6. 5mm。     

新型BiB3O6晶体高效和频产生355 nm紫外激光

报道了新型高效BiB3 O6晶体优良的非线性光学性能 ,给出了蓝紫外波段的相位匹配曲线。将该晶体用于纳秒电光调Q的Nd∶YAG激光器中 ,对基波 (10 6 4nm)及其倍频光 (5 32nm)进行和频得到了转换效率为 19 2 %的 35 5nm紫外激光输出 ,高于相同条件下用BBO晶体作为三倍频晶体的结果     

有机非线性光学晶体——二苯甲酮的研究

本文首次报道了有机非线性光学材料二苯甲酮(DPK)单晶生长条件和方法。采用降温法在乙醇溶液中培养出50mm×80mm×50mm大尺寸的单晶,对单晶进行了定向形貌分析,测定了红外光谱和质谱,用紫外光谱测试了晶体的透射波段,用1064nm的Nd~(3+):YAG激光辐射晶体产生532nm的倍频光,其倍频强度近似KDP单晶。     

LD抽运Nd:YVO4连续3波长激光器

报道了一种利用激光二极管(LD)端面抽运Nd:YVO4激光晶体,通过硼酸铋(BIBO)晶体的腔内和频(SFM)与倍频(SHG),实现3个二次谐波连续激光同时输出的3波长激光器.利用Nd:YVO4晶体的两条发射谱线(分别为1064 nm和1084 nm)作为基频光,并选掸长度为1.5 mm,Ⅰ类临界相位匹配方式切割(对于1064 nm倍频)的BIBO作为非线性晶体,通过调节BIBO晶体对3个非线性过程(1064 nm倍频,1084 nm倍频及1064 nm与1084 nm和频)的相位因子,即非线性过程的转换效率,使激光器同时获得了两个倍频光和一个和频光,即3个波长:532 nm,537 nm和542 nm激光输出.实验结果表明当两个基频光波长相差较小时,采用相位允许角小的非线性晶体同时进行腔内和频与倍频是获得多波长固体激光器的一种实用方法.     

短波紫外278nm和281nm全固态激光研究

波长介于200~300 nm的短波紫外全固态激光(DPL)具有波长短、光子能量高、波段特殊,可实用化与精密化等特点,在激光精密加工、前沿科学及航空航天领域具有重大应用价值。目前,高功率短波紫外激光实现主要基于Nd:YAG晶体1 064 nm激光四倍频实现266 nm激光输出,然而其实用化特性严重受制于现有的四倍频非线性晶体材料。通过新型高功率高光束质量1.1μm(1 112 nm、1 123 nm)Nd:YAG近红外基频激光研究,并以此为泵浦源,创新性将综合性能优良的紫外CBO非线性光学晶体从紫外三倍频应用拓展到高功率短波紫外四倍频278和281 nm应用的最新研究进展,有望获得一种可实用化高功率新型短波紫外全固态激光源。     

科技简讯

1.不来梅激光技术公司:德国不来梅激光技术有限公司在97年激光展览会上展出的项目有:二极管泵浦倍频固体激光器(波长531nm,输出功率达200mW)、激光晶体和光学元件(如无掺杂的YAG,单晶石英)。在激光器方面具有特色值得一提的有发射绿光的激光指示器,其尺寸只有14×14×14mm~3;在晶体方面,突出的有Nd:LSB和Cr~(4+):YAG。     

钛宝石的晶体生长与性能

本文采用提拉法生长出了高光学质量的Ti:Al2O3单晶,讨论了生长和退火工艺对晶体质量的影响。在室温条件下,14.8mm长的TiAl2O3激光棒,以35mJ的Nd:YAG倍频激光泵浦,在带有色散元件的激光腔中,获得了6.4mJ(780nm)激光输出,激光效率为18%。     

“无噪声”绿光二极管泵浦YAG激光器已有产品

美国A-B激光公司宣布，二极管泵浦的Nd:YAG激光器已有现成产品，功率为2 mW和5 mW,绿光(532 nm)输出，由红外Nd:YAG激光内腔倍频产生。激光器额定功率稳定度为2小时±3%,在10 Hz~1 GHz频率范围均方根噪声为2%。     

561 nm全固态低噪声激光器研究

利用激光二极管端面泵浦Nd∶YAG晶体,通过LBO非线性晶体腔内倍频,利用双折射滤波器进行选频,最终获得稳定的低噪声561 nm激光输出。LBO晶体尺寸为2 mm×2 mm×10 mm,采用Ⅰ类相位匹配切割。抽运功率为4.8W时,低噪声561 nm激光最大输出功率为70 mW,光-光转换效率为1.46%。作为对比,再利用布氏片进行选频,得到的561 nm激光的噪声高于利用双折射滤波器进行选频时的噪声,实验结果与理论分析一致。     

采用高功率LD泵浦的Nd∶YAG激光器输出倍频绿光达40W

天津大学激光与光电子研究所采用美国激光二极管列阵（RE63-2C2-CA1-0021型)泵浦的Nd∶YAG激光器,工作物质尺寸为φ6．35mm×146mm,5付列 阵对YAG棒横向泵浦,恒温控制系统可实现0．2℃～0．5℃的监测及控制,在21A泵浦电 流时,YAG连续输出(1064nm)功率为402W。采用声光Q开关（27MHz）KTP晶体内腔倍 频方案,用两种腔型(直腔及L型腔),在激励电流为13.7A时,532nm准连续输出为41W（f＝5～40kHz,脉宽为70～250ns）。对于KTP在高功率时的热效应问题, 可采用调整相位匹配角等进行补偿。为进一步提高绿光输出功率,正准备采用Z型腔,可望 在激励电流为20～21A时,倍频绿光输出达80～100W。