基于Dy-Tb:LuLiF4晶体的全固态黄光连续及脉冲激光特性研究

570 nm附近黄光处于人眼敏感波段，在医疗、生活及科研等领域有重要需求，该波段激光的研究关系到国民经济和前沿科学领域的发展。报道了一种蓝光激光二极管端面抽运Dy-Tb:LuLiF₄晶体的黄光激光器。选用单个蓝光激光二极管和两个蓝光激光二极管合束两种方式作为抽运源分别进行实验，通过温度调节系统解决晶体的产热问题，从而实现抽运光波长为573.9 nm的黄光激光输出。在吸收抽运功率为3.0 W的条件下，输出黄光激光的功率为297 mW，斜效率为12.3%。采用多层黑磷材料为调Q光开关，实现了黄光脉冲激光输出。在吸收抽运功率为2.8 W时，黄光脉冲激光的平均输出功率为54 mW，相应的脉冲宽度为766.8 ns，相应的脉冲能量为2.1μJ。     

多掺杂YAG晶体新的激光特性

多掺杂YAG激光晶体是电子工业部11所近年来研制的新材料,它既是激活介质同时具有非线性可饱和吸收特性。该项研究工作首次于1983年9月在广州市举行的国际激光会议上报告。本期发表有关四篇研究报告均是第一次在刊物上公开发表。     

Yb∶YAG激光晶体的高温退火和高浓度掺杂效应

测定了提拉法生长的不同掺杂浓度的Yb∶YAG晶体从紫外到近红外区的吸收光谱 ,发现高温氧化气氛退火后原先可见光区色心宽带吸收消失的同时 ,在紫外区出现新的吸收带 ,并通过色心的转化对这一现象进行了解释。在紫外区和近红外区吸收光谱中 ,发现随掺杂浓度的升高 2 2 0nm和 94 0nm附近的吸收带的位置略有移动 ,提出是由于Yb3+ 离子掺杂引起的晶格结构畸变导致了Yb∶YAG晶体光谱性质的改变。通过X射线衍射对不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体晶胞参数的测定 ,证实高的掺杂浓度导致Yb∶YAG晶体发生较大的晶格畸变。在不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体的激光实验中 ,观察到Yb3+ 离子掺杂浓度影响晶体的激光性能     

多掺杂YAG激光晶体的生长与多功能特性

本文报导多掺杂YAG晶体的研制和性能测试。这种晶体对1.06μm波长的光产生增益和可饱和吸收作用,制成激光器具有自调Q、自选模、输出偏振和自锁模特性,是一种新型的自调Q激活介质和被动Q开关材料。     

多掺杂YAG晶体吸收特性研究

本文测量并研究了多掺杂YAG晶体在室温时弱光的透射及吸收光谱曲线。实验研究表明:该晶体与Nd~(3 ):YAG晶体具有相同的主吸收带。并发现它与Nd~(3 ):YAG晶体吸收谱的差别。测量了透过率T在1.064μm波长上与入射光强的关系。从而发现多掺杂YAG晶体具有非线性可饱和吸收特性。     

掺杂YAG和GGG激光晶体热导率研究

为了研究不同掺杂YAG和GGG激光晶体的导热特性,采用瞬态脉冲法测量了273K~393K温度范围内自己生长的不同掺杂YAG和GGG激光晶体的热导率,并建立了实验样品温度场模型,推导出热导率对温度的函数关系,得到晶体热导率随温度变化曲线,这与实验测量结果基本相符。实验结果表明,晶体热导率随温度升高呈下降趋势,YAG激光晶体经Yb离子掺杂后热导率值降低,GGG晶体热导率随掺杂Nd离子浓度的增加而降低,并从理论上对实验结果进行了解释。     

NYAB晶体Cr4+∶YAG被动调Q的激光特性研究

采用氙灯泵浦,Cr4+∶YAG被动调Q, 实现了自倍频晶体NYAB调Q激光运转,测量了Cr4+∶YAG不同小信号透过率及不同泵浦能量下绿激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度、重复率,给出了描述NYAB晶体Cr4+∶YAG调Q工作原理的耦合波方程组,数值求解该方程组所得的理论结果与实验值相符.     

激光二极管抽运高浓度掺杂Yb∶YAG晶体获得3.8W连续激光输出

在热力学性质优良的ＹＡＧ晶体中,Ｙｂ3 离子仅有的两个电子态产生Ｓｔａｒｋ分裂后,形成准三能级的激光能级,具有高的激光效率和掺杂浓度,较Ｎｄ3 离子的四能级分布更容易在激光二极管抽运下产生高功率激光输出。我们采用Ａｌ2Ｏ3,Ｙ2Ｏ3和高纯Ｙｂ2Ｏ3粉料,已经能够生长掺杂浓度高达30ａｔ%的Ｙｂ∶ＹＡＧ晶体毛坯,尺寸约为φ30ｍｍ×80～100ｍｍ。Ｙｂ∶ＹＡＧ晶体中色心的形成与生长气氛有关,即在中性气氛下生长出来的晶体是缺氧的,其中位于375ｎｍ的吸收带及430ｎｍ发光带可能对应于Ｙｂ2 离子的Ａ1ｇＴ1ｕ跃迁,而位于625ｎｍ的吸收带…     

LD抽运Yb∶YAG全固态激光器输出功率特性分析

由激光晶体的准三能级速率方程出发,在不同条件下对激光二极管抽运的Yb∶YAG激光器的输出功率和阈值功率随着空间变量、晶体长度、透过率、往返损耗等影响下的输出特性进行了理论分析和数值模拟计算,在不同输入功率与阈值功率比值条件下,得到了振荡光斑与 泵浦光斑比值为1. 5、晶体长度为0. 2～0. 4cm、相对透过率为1. 5时均有最大输出功率和最小的阈值功率。     

Nd∶YAG 晶体退火的研究

感应法生长的Nd:YAG晶体,在中等能量输入时,有输出激光能量随泵浦次数的增加而下降的现象,激光效率不高。经退火实验和透射光谱的研究发现,晶体中存在与氧密切相关的点缺陷,由此点缺陷形成的色心机构在近红外、可见、紫外区产生较强附加吸收,严重影响激光效率。经1300℃大气退火,这种点缺陷基本消除,色心附加吸收消失,激光效率明显提高。国外也有关于退火消除氧缺位,提高量子效率的文章报导。退火对光学均匀性无明显影响。一、退火前后激光性能的比较感应法生长的Nd:YAG晶体是在高温充     

KTP晶体环形腔外腔倍频Nd∶YAG激光光束特性的研究

为了解决精细聚焦问题,采用Nd∶YAG倍频技术以获得短波长激光器。在激光烧结技术、获取短波长激光的方法、短波长激光光束特性等方面进行了研究和探讨。从理论和实验两方面,研究了利用KTP晶体对Nd∶YAG激光进行环形腔外腔倍频的方法。这种倍频所利用的基频光最大平均功率为50W,采用声光调Q技术,频率约为1005Hz。当基频光平均功率约为35W的情况下,实验中光光转换效率约为314%。利用BEAMCODESYS光束质量分析系统对二次谐波与基波光束质量进行了比较,并比较研究了二次谐波与基波的聚焦特性。实验中测定的二次谐波TEM00模所占比例约为95%。利用短波长可以获取更小聚焦尺寸,可以在激光粉末成型中得到更微小的成型尺寸,展示了二次谐波在微成型方面应用的初步成果。     

全固态Yb∶YAG激光器发展现状

介绍了Yb∶YAG晶体的激光特性,分析了Yb∶YAG 1030 nm激光器、1049 nm激光器、倍频激光器、可调谐激光器以及新型陶瓷激光器的发展现状。     

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。     

自调Q激光晶体Cr4+,Yb3+∶YAG光谱及其激光特性研究

报道了自调Q激光晶体Cr,Yb∶YAG的生长及其在室温的吸收和荧光光谱特性,用钛宝石激光器作为抽运源,获得了1.03 μm、脉宽为400ns、平均输出功率为75 mW的自调Q激光.在Cr,Yb∶YAG晶体的室温吸收光谱中存在着五个吸收带:在440 nm 和605 nm 存在着Cr3+离子的两个吸收带,而且退火使其发生了明显的"红移";在937 nm 和968 nm处存在着Yb3+离子的两个吸收带,能与InGaAs 激光二极管(LD)有效耦合,适合激光二极管抽运;而且在1.03 μm处有一Cr4+离子吸收峰,可用作可饱和吸收体.Cr,Yb∶YAG晶体的荧光光谱与Yb∶YAG晶体一样,发光中心也是位于1029 nm,但其强度比Yb∶YAG晶体的要低4倍.Cr,Yb∶YAG晶体和Yb∶YAG晶体的荧光寿命分别为0.3 ms和1.4 ms.造成Cr,Yb∶YAG晶体发光强度比Yb∶YAG晶体低的原因可能是由于存在Cr4+和Cr3+离子的吸收使得Yb离子发生浓度淬灭,但如果用高功率的二极管来抽运,使得Yb离子能发生粒子反转,可以实现Cr4+对Yb3+的自调Q激光输出.在室温下用钛宝石激光器抽运Cr,Yb∶YAG晶体获得自调Q激光输出也证明了双掺Cr和Yb的YAG晶体是一种新型的自调Q激光晶体,进一步可以实现固体激光器的小型化、全固化、集成化.(OH3)     

高掺杂浓度Yb∶YAG晶体的生长及光谱性能

应用中频感应提拉法生长了掺杂浓度高达 5 0at. %的Yb∶YAG晶体 ,研究了室温下Yb∶YAG晶体的吸收和发射光谱特性以及荧光寿命 ,在 939nm和 96 9nm处存在Yb3 + 离子的 2个吸收带 ,能与InGaAs激光二极管(LD)有效耦合 ,适合激光管二极抽运。其荧光主峰位于 10 32nm附近 ,Yb∶YAG晶体的荧光寿命为 390 μs。比较了高掺杂与低掺杂Yb∶YAG晶体的光谱参数 ,指出高掺杂Yb∶YAG晶体是一种很有前景的高功率激光增益介质     

Nd∶YAG晶体单程损耗的研究

分析了导致晶体单程损耗的原因 ,设计了测量晶体单程损耗的装置。初步分析了实验结果 ,并对测试装置提出了改进方案。     

一种特定掺杂YAG晶体及其多功能特性的研究

自从1978年至1981年发现个别偶然着色的Nd:YAG晶体具有自调Q、选横模、输出偏振、自锁模和可做被动开关等多种功能特性以来,经一年多的研制,初步掌握了生长该种晶体的规律性,为深入研究该种晶体的多功能特性和新型激光器的研制提供了良好的物质条件。生长该种特定掺杂的YAG晶体更容易出现组分过冷,目前已能生长出φ20×100毫米的优质单晶。实验发现,特定掺杂YAG晶体是一种兼有增益和饱和吸收二重特性的晶体,其增益来自激活中心Nd~(3 ),而饱和吸收则来自由于特     

全固态和频589nmNd∶YAG激光器

钠原子谱线激光光源不仅在光谱学研究中有广泛的应用 ,而且在军事应用方面 (如空间目标监测与识别 )有着重要应用。半导体抽运的固体激光器产生钠黄光具有效率高、体积小、光束质量好等优点 ,美、德、法、英等国开展了大量的研究 ,而我国尚未开展全固态钠信标光源研究。本实验组采用双棒串接热致双折射补偿谐振腔设计及临界相位匹配的KTP腔内和频方案 ,获得了大于 5 0 0mW 5 89nm的激光输出。图 1Nd∶YAG和频 5 89nm激光器光路图Fig .1Schemeof 5 89nmlaserwithsum frequencyNd∶YAG实验装置如图 1所示。谐振腔采用双棒串接复合折叠腔…     

YAG∶Er~(3+),Ce~(3+)激光晶体的光谱特性

本文采用在YAG晶体中共掺铒铈离子,利用Ce~(3+)离子具有f—d宽带吸收跃迁,提高Er~(3+)离子对泵浦能量的吸收,以降低YAG:Er,Ce晶体的激光阈值。并测定了晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱。讨论了YAG:Er~(3+),Ce~(3+)晶体的光谱特性。用Judd—Ofelt理论计算了晶体中Er~(3+)离子振子强度,并与单掺铒离子YAG:Er~(3+)晶体中的数值进行了比较。     

半导体激光抽运Dy:YAG实现黄光激光输出

正黄光波段的激光器在激光表演、激光钠导星、玻色爱因斯坦凝聚、激光化学、原子冷却与捕获、激光生物效应、激光医学等方面都具有重要的应用。尤其在眼科诊断和治疗方面,相比其他波长的激光,577±5nm波段的黄色激光为眼科光凝疗法最佳光谱选择区域。近年来,黄光激光器已成为激光领域的研究热点,科研人员一直不断探索实现黄光激光的方法及其相关技术的应用,其中新型激光介质的开发成为一个重要途径。2016年6月,本课题组通过半导体激光抽运Dy∶YAG增益介质的方法,采用Dy∶YAG单晶(中科院