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…     

端面抽运矩形截面Nd:GdVO4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。     

激光二极管端面抽运圆形截面Nd:GdVO4晶体的热形变

以解析分析理论为基础，研究圆截面Nd：GdVO4激光晶体受到具有高斯分布半导体激光端面中心入射时，晶体温度场分布和抽运面热形变分布情况。通过对激光二极管（LD）端面入射晶体工作特点分析，建立了符合实际工作情况的热模型，利用热传导方程新求解方法，得出了圆形截面Nd：GdVO4晶体温度场分布和端面热形变场通解表达式，对比分析了圆形截面和矩形截面Nd：GdVO4晶体的热形变。研究结果表明，当使用输出功率为15W激光二极管端面中心入射Nd：GdVO4激光晶体时，在抽运端面中心获得187．5℃最高温升和1．313μm最大热形变量。两种截面晶体具有相同的热形变形状，当截面尺寸不太大时，如果圆形截面晶体的半径等于矩形截面晶体半边长，最大热形变量将减少4．1％。这种方法还可以应用到其他圆形截面晶体热问题研究中，为有效解决激光系统热问题提供了理论依据。     

钛宝石激光泵浦Nd:GdVO4微片激光器

以Ar^31泵浦的钛宝石激光器作为泵浦源，研究了Nd：GdVO4晶体微片的激光性能。晶片厚度为1mm，一端镀1．06μm高反膜与808nm增透膜，另一端镀1．06μm部分反射膜（T=1％），构成平-平谐振腔。该激光器的阈值泵浦功率低至18mW，斜效率达到50．7％，光-光转换效率为47．9％。测试了Nd：GdVO4晶体微片的吸收系数和荧光寿命，分别为32．7cm^-1（π向）和120μs。     

LD抽运Nd:YVO4、Nd:GdVO4和Nd:YAG激光特性比较

报道了在相同实验条件下，分别用Nd：YVO4、Nd：GdVO4和Nd：YAG三种晶体作激光介质，实现了连续波和Cr^4 ：YAG被动调Q1．06μm激光输出，分析对比了三种增益介质的泵浦阈值、转换效率及脉冲宽度、重复频率和峰值功率等一系列激光特性，为在不同运转方式下选取合适的增益介质，提供了一定的实验依据。     

输出功率达1W以上的Nd：GdVO4喇曼激光器

人眼安全的激光器在遥感、遥测及军事应用（如测距、目标指示）中日益受到关注．台湾National Chiao Tung大学已研制出一种Nd：GdVO4喇曼激光器，在该激光晶体中利用受激喇曼散射，并将输出波长从．1．34μm位移到1．52μm的人眼安全波长。     

LD泵浦Nd:GdVO4晶体Cr4+:YAG被动调Q激光脉宽控制

采用LD泵浦技术,实现了Nd：GdVO4、Cr^4＋：YAG被动调Q1．06μm激光运转。通过改变泵浦光束在激光晶体内的分布以及Cr^4＋：YAG晶体在腔内的位置,实现了LD泵浦Nd：GdVO4晶体Cr^4＋：YAG被动调Q激光器的脉宽控制。根据由ABCD矩阵传输理论计算得出的腔内模式半径沿腔轴的变化关系,考虑激活介质热效应以及泵浦光强和腔内振荡光强的空间高斯分布,给出了LD泵浦Nd：GdVO4晶体Cr^4＋：YAG被动调Q激光的耦合速率方程组,数值求解该方程组,获得了脉冲宽度随饱和吸收体在激光腔内位置和泵浦光在激活介质内分布的变化关系,理论计算与实验结果相符。     

二极管端面泵浦Nd∶GdVO4晶体瞬态温场分析

为解决脉冲激光二极管端面泵浦激光晶体瞬态热效应问题,构建了激光二极管端面泵浦激光晶体热模型,运用解析分析法研究了Nd∶GdVO4晶体的瞬态温场分布。考虑到Nd∶Gd-VO4晶体具有热传导各向异性的特点,采用了各向异性热传导方程,得到了超高斯激光脉冲端面泵浦Nd∶GdVO4晶体准热平衡态时激光晶体温度场的一般解析表达式。同时对脉冲激光的超高斯阶次、高斯半径、泵浦功率以及脉宽对Nd∶GdVO4晶体瞬态温场的影响进行了定量分析与计算。研究结果表明:若使用泵浦功率为40 W,脉冲频率为100 Hz,脉宽为80 ms的2阶超高斯分布脉冲激光泵浦Nd∶GdVO4(钕离子掺杂质量分数为1.2%)晶体,达到准热平衡状态时温度在28.8～38.1℃之间成锯齿形周期分布,随着温度场周斯性分布,晶体表面的热形变量也在0.065μm和0.092μm做周期性变化。该结果对热焦距变化范围以及对热不敏谐振腔设计具有理论指导意义。     

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。     

Nd：GdVO4晶体生长及其LD端面泵浦调Q激光性能

通过液相合成方法提纯Nd：GdVO4多晶料，降低生长过程中存在的原料非一致性挥发，以及使用特殊晶体生长温控技术和消除晶体“后天性光散射”，Czochralski方法成功生长系列不同钕掺杂浓度的Nd：GdVO4单晶。采用不同透过率的Cr”：YAG晶体对Nd：CdVO4晶体进行激光调Q实验。实验结果显示，Cr^4 ：YAG Nd：GdVO4激光器可以得到稳定高平均功率调制激光输出。实验得到的最小脉冲宽度只有6ns，对应峰值能量为26．4kW。对不同浓度掺杂对晶体调制激光性能也进行了比较，发现掺钕浓度越高，激光脉冲能量和峰值功率越大。对该晶体的GaAs调Q激光输出性能也进行了介绍，4．8W泵浦光下，最大GaAs调制激光输出为0．63W。     

全固态连续波Nd:YVO_4激光器中Cr~(4 ):YAG被动调Q的实验研究

近几年来，随着二极管激光器（LD）的迅速发展，全固态被动调Q激光器件由于结构简单、操作方便、不需要外围设备，因而在科研、军事和工业等领域中有广泛的应用．其中，用掺四价铬的钇铝石榴石晶体（Cr4 ：YAG）作被动调Q元件，在连续波或准连续的Nd：YAG中，已获得皮秒脉宽、几千瓦峰值功率的脉冲输出．Cr4 ：YAG除了在1．3～1．6μm波长范围内作可调谐激光晶体外，由于在0．9～1．2μm具有显著的饱和吸收特性，是掺Nd3 激光介质的理想被动调Q开关．与其它调Q元件相比，Cr4＋：YAG具有吸收截面大、可饱和吸收租定性好和较好的热…     

端面抽运Nd:YVO4,Nd:GdVO4及Nd:GdYVO4晶体的热效应比较

为了改善激光晶体热效应,建立了矩形截面激光晶体热模型,通过求解热传导泊松方程,比较了矩形截面Nd:YVO4和Nd:GdVO4及Nd:GdYVO4晶体的温度场分布和抽运端面的热形变,计算了由抽运端面热形变引起的光程差和总的光程差。由比较结果可知,在相同情况下,Nd:YVO4,Nd:GdYVO4及Nd:GdVO4晶体的端面中心最高温升分别约为320℃,342℃和190℃,总光程差最大为1.7μm,2.11μm和1.3μm。结果表明,Nd:GdYVO4晶体端面中心最高温升及总光程差均为最小,更适用于大功率LD端面抽运;对于大功率全固态激光器,由端面热形变引起的光程差对晶体热焦距有较大影响。     

Transient temperature field of Nd:GdVO4 crystal end-pumped by diode

为解决脉冲激光二极管端面泵浦激光晶体瞬态热效应问题,构建了激光二极管端面泵浦激光晶体热模型,运用解析分析法研究了Nd:GdVO4晶体的瞬态温场分布.考虑到Nd:GdVO4晶体具有热传导各向异性的特点,采用了各向异性热传导方程,得到了超高斯激光脉冲端面泵浦Nd:GdVO4晶体准热平衡态时激光晶体温度场的一般解析表达式.同时对脉冲激光的超高斯阶次、高斯半径、泵浦功率以及脉宽对Nd:GdVO4晶体瞬态温场的影响进行了定量分析与计算.研究结果表明:若使用泵浦功率为40W,脉冲频率为100 Hz,脉宽为80 ms的2阶超高斯分布脉冲激光泵浦Nd:GdVO4(钕离子掺杂质量分数为1.2％)晶体,达到准热平衡状态时温度在28.8～38.1℃之间成锯齿形周期分布,随着温度场周斯性分布,晶体表面的热形变量也在0.065 μm和0.092 μm做周期性变化.该结果对热焦距变化范围以及对热不敏谐振腔设计具有理论指导意义.     

激光二极管端面抽运圆形截面Nd∶GdVO_4晶体的热形变

以解析分析理论为基础,研究圆截面Nd∶GdVO4激光晶体受到具有高斯分布半导体激光端面中心入射时,晶体温度场分布和抽运面热形变分布情况。通过对激光二极管(LD)端面入射晶体工作特点分析,建立了符合实际工作情况的热模型,利用热传导方程新求解方法,得出了圆形截面Nd∶GdVO4晶体温度场分布和端面热形变场通解表达式,对比分析了圆形截面和矩形截面Nd∶GdVO4晶体的热形变。研究结果表明,当使用输出功率为15 W激光二极管端面中心入射Nd∶GdVO4激光晶体时,在抽运端面中心获得187.5℃最高温升和1.313μm最大热形变量。两种截面晶体具有相同的热形变形状,当截面尺寸不太大时,如果圆形截面晶体的半径等于矩形截面晶体半边长,最大热形变量将减少4.1%。这种方法还可以应用到其他圆形截面晶体热问题研究中,为有效解决激光系统热问题提供了理论依据。     

端面泵浦Nd：GdVO4的热焦距及基频运转

用激光二极管（LD）作泵浦源，测量Nd:GdVO4和Nd:YVO4晶体的热焦距之比为1．0：0．6。对平－凹腔，利用不同透射率的输出窗片，研究了Nd:GdVO4晶体的连续激光输出特性，当输出窗片透射率为15％时，阈值为0．251W，对应着21W的泵浦功率，得到10．52W的1．06um连续光输出，光－光转换效率达到50％。     

光纤耦合LD端面抽运Nd:GdVO4晶体材料热效应分析

为了研究半导体激光器端面抽运激光晶体产生的热效应问题,采用解析分析的方法研究端面抽运激光晶体的温升以及热形变量的大小.通过激光晶体工作特点分析,考虑到Nd:GdVO4晶体热传导各向异性的特点,采用各向异性传热的Poisson方程,得出了超高斯光束端面抽运Nd:GdVO4晶体温度场以及热形变场的一般解析表达式.并定量分析了超高斯光束不同阶次、不同光斑尺寸抽运时对于Nd:GdVO4晶体温度场以及热形变场的影响.结果表明,若半导体激光器的输出功率为30W,光学聚焦耦合器传输效率为8%,阶超高斯光束沿中心端面抽运掺钕离子原子数分数为0.012的Nd:GdVO4晶体,抽运面可获得419.3℃的最大温升,并产生0.711m的热形变.该结果对估算Nd:GdVO4晶体热焦距变化范围以及进行热不敏谐振腔设计具有理论指导作用.     

LD抽运高功率连续波1.34 μmNd∶GdVO4激光器研究

报道了利用光纤耦合大功率半导体激光器 (LD)抽运Nd∶GdVO4晶体 ,采用平凹谐振腔 ,输出 1 34μm波长的高功率连续波固体激光器。在抽运功率为 1 4 75W时 ,获得最大输出功率为 4 6 2W ,光 光转换效率为 31 3% ,斜率效率达 32 9%。利用实验测得的阈值抽运功率和斜率效率 ,计算了Nd∶GdVO4晶体在 1 34μm波长处的受激发射截面     

半导体激光器侧面泵浦Nd:GdVO4板条热效应研究

为了解决半导体激光器侧面泵浦Nd:GdVO4板条激光器热透镜效应问题,用解析分析的方法研究Nd:GdVO4板条侧泵时产生的温升以及热形变分布情况.通过半导体激光器出射泵浦光光强、激光板条镀膜结构以及工作状态的分析,建立了侧泵板条热分析模型,依据侧泵板条内热功率分布特点,推导出一种新的各向异性热传导方程求解方法,得到了侧泵Nd:GdVO4板条温度场以及热形变场的一般解析计算表达式.并就不同泵浦光斑对Nd:GdVO4板条热效应的影响进行了定量分析.结果表明:当使用输出功率为80W的半导体激光器侧泵掺Nd3+浓度1.2atm.%的Nd:GdVO4晶体时,泵浦面的最高温升为695.2 ℃,泵浦面与通光端面的最大热形变量分别为1.38μm和0.63μm.研究结果对于减小板条激光器热透镜效应影响、提高腔内振荡光的增益效率具有理论指导作用.     

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。     

LD泵浦Cr4+,Nd3+:YAG自调Q腔内倍频激光器研究

Cr4 ，Nd3 ：YAG晶体的激光特性得到了系统研究．在LD泵浦下，Cr4 ，Nd3 ：YAG晶体获得了1.064μm的自调Q激光输出．激光平均输出功率达到3．36W，脉宽65ns，重复频率87kHz，光-光效率为15．3％．加入KTP晶体后实现了自调Q腔内倍频，获得了532nm的绿色脉冲激光输出，平均功率达到1W，脉宽210ns，重复频率47kHz，光-光效率为6％．对自调Q激光及其腔内倍频发现的现象进行了讨论．