平均功率达300 W的LD抽运Nd:YAG激光器

针对大功率连续激光二极管抽运的Nd:YAG圆棒状固体激光器中激光输出功率与光束质量的关系问题进行了深入的理论和实验研究.在二极管侧面抽运条件下,通过优化抽运腔的结构设计以提高抽运的均匀性和对抽运光的吸收效率:在激光谐振腔内采用双棒结构,通过优化激光谐振腔的设计来补偿热透镜效应;在双棒之间插入偏振旋光器和光学成像系统,以补偿热致双折射效应.当每个抽运腔采用30个20W的连续激光二极管阵列抽运,总抽运功率达1200W时,实现了最大平均功率为300W,光-光转换效率为25%的激光输出.在此基础上进行声光调Q,获得了重复频率为15KHz,脉宽为110 ns,平均功率为240 W,光束质量M2为18的调Q基频激光的输出.     

LD抽运的内腔倍频Nd∶YAG激光器输出倍频绿光达40W

采用美国激光二极管列阵 (ＲＥ63 2Ｃ2 ＣＡ1 0 0 2 1型 )抽运的Ｎｄ∶ＹＡＧ激光器 ,工作物质尺寸为 6 35ｍｍ× 146ｍｍ ,5付列阵对ＹＡＧ棒横向抽运 ,恒温控制系统可实现 0 2～ 0 5℃的监测及控制 ,在激励电流为2 1Ａ(抽运功率约 2 90 0Ｗ )时 ,ＹＡＧ连续输出 ( 10 64ｎｍ )功率为 4 0 2Ｗ。采用声光Ｑ开关 ( 2 7ＭＨｚ)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(抽运功率约 170 0Ｗ )时 ,532ｎｍ准连续输出为 4 1Ｗ ( ｆ =540ｋＨｚ ,脉宽为 70 2 50ｎｓ)。对于ＫＴＰ在高功率时的热效应问题 ,可…     

LD抽运Nd∶YAG内腔倍频全固化蓝光激光器

采用平-凹驻波腔,面对面直接抽运,内腔倍频方式.利用输出波长为810.8 nm,输出功率为1 W的半导体激光器抽运,运用整体制冷的方法,在吸收抽运功率为460 mW,LBO作为倍频晶体的情况下,获得了473 nm波长2.85 mW的连续波输出. 为使结构更加紧凑,采用"面对面"直接耦合抽运技术,把激光晶体紧贴激光二极管的发光面,使得激光二极管的输出光束在尚未发散开的时候大部分被激光晶体吸收,充分利用了有限的抽运功率.另外,这种抽运方式省去了准直、整形、聚焦系统,使得整个激光器的体积大幅度减小,稳定性也有了较大改善,易于产品化. 本系统采用了LD与Nd∶YAG整体制冷的方法,因此选用波长较长的LD(810.8 nm),运用精密温控电路进行制冷,使其工作在Nd∶YAG的抽运谱吸收带808 nm波长处,将激光晶体的底座与LD的管壳紧密接触,使得制冷系统在对LD制冷的同时也对激光晶体制冷,提高了效率降低了阈值.(OC17)     

162W激光二极管抽运Nd∶YAG腔内倍频激光器

根据激光介质的热透镜焦距及其随抽运功率的变化,设计了大模体积高准直稳定性谐振腔以获得较大的模体积,同时使谐振腔对热焦距的变化和机械对准的扰动不灵敏。这种设计可以提高激光器的效率和稳定性,并且使输出激光具有较好的光束质量。采用双声光Q开关提高关断功率,在输出功率1250 W的连续激光二极管阵列抽运下,获得了210 W的调Q激光输出。采用工作温度80℃的Ⅱ类匹配KTP晶体,以避免KTP晶体的灰色轨迹效应,对KTP晶体采用半导体温控系统控温,在重复频率10 kHz时获得了162 W的调Q绿光输出,光-光转换效率达到13%,脉宽约为80 ns,光束质量M2因子约为20。     

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。     

LD抽运的Nd:YAG单频倍频激光器

在20mm激光腔内,Nd:YAG一端切成布氏角,与倍频晶体KTP组合构成双折射滤波片选择单纵模.用国产激光二极管(LD)纵向抽运,在会聚抽运光功率为500mW时,获得4mW单频连续运转的532nm绿光输出,同时获得约50mW的单频连续1064nm红外输出.     

平均功率3000W的MOPA脉冲Nd∶YAG激光器

报道了一种高平均功率的脉冲Nd∶YAG激光器。对四棒振荡两棒放大的主振荡功率放大器(MOPA)结构中晶体棒的失调角度允许范围进行了理论分析,并与六棒串接谐振腔结构中晶体棒失调角度允许范围进行比较。由比较结果可知,MOPA结构降低了晶体棒的串接精度要求,在相同的失调角度下,光轴的变化量小于腔内多棒串接谐振腔,有利于提高多棒脉冲激光器的安全性能,实现高平均功率、高脉冲能量输出。实验中激光器采用四棒振荡两棒放大结构,调整每根晶体棒的失调角度到允许范围内,在输入电功率87kW,占空比17%时,最高输出平均功率为3011 W,峰值功率17.7kW,最高单脉冲能量为67J,光束参数乘积为25.2mm.mrad。电光转换效率3.46%,长时间工作不稳定度小于2%。     

二极管抽运被动锁模Nd∶YAG激光器达到10W平均功率输出

瑞士联邦技术研究所的研究人员与苏黎世时间-带宽产品公司及加州光波电子学公司人员一起 ,已发展一种发射 1 0 .7W平均功率和发射 7.8k W峰值功率的二极管抽运被动锁模 Nd∶ YAG激光器 ,光束达到衍射极限。单次通过磷酸钛氧钾 (KTP)晶体的外部倍频在 532 nm波长获得 3.2 W平均功率。相继再通过β硼酸钡 (BBO)进行倍频 ,获得 1 2 0m W的紫外输出。激光腔的设计由四块反射镜组成 ,其中包括一块半导体可饱和吸收体反射镜 (SESAM)、一块布儒斯特板和一个带 2条 2 0 W二极管激光条的直接耦合抽运激光头 ,该设计可按比例放大到更高功率。…     

二极管抽运的高功率、倍频Nd∶YAG激光器

报道二极管抽运高重复频率Nd∶YAG激光器的计算机模拟和实验研究结果 ,根据模拟所选取的元件参数与实际结果非常接近。采用KD P电光Q开关 ,在 2 0 0Hz工作重复频率时 ,获得每个脉冲输出 35mJ ,8ns(10 6 4nm) ,经KTP倍频 ,每个脉冲输出 2 0mJ ,7ns(5 32nm) ,低阶模。扼要介绍了激光器几个关键部分的设计要点和结构。     

LD抽运Nd∶YAG板状激光器的温度特性

主要讨论LD抽运时板状激光介质的温度特性,使用热像仪精细测量温度分布. 测温时用LD紧贴YAG板侧向抽运,不加谐振腔.用热像仪分别摄得抽运电流I为16～23 A时(间隔1 A)板内的稳定温度图像.处理结果,作出各情况下的等温图,发现分布规律大致相同.即平面内温度以抽运点为中心成辐射状分布,中心处温度最高.而距中心越远温度应越低,图中出现偏差主要是由于实际冷却的不均匀.另外,介质本身的不均匀性也有影响. 以I=16 A为例,再分别作出某固定x,y位置时,温度在y,x方向的分布曲线. 合理地去掉曲线上由于冷却不均匀而歧变的点,可知温度在x,y方向分别近似呈抛物线分布.再考虑实际误差,提出LD代替氙灯抽运时,即二维情况下的温度分布理论解模型:T(x,y)=-ax2-by2+c(1) 其中,a,b,c为与系统参量有关的正常数. 实验中测得抽运电流I为20 A时功率随冷却水温度的变化曲线.最大输出功率对应一最佳水温.(OC11)     

LD抽运多波长Nd∶YAG激光器的研究

高功率准连续半导体激光器(QCWLD)及抽运的高重复率电光Q开关多波长Nd∶YAG激光器输出1064 nm, 532 nm , 355 nm三个波长纳秒量级的脉冲激光,可用于非线性光谱研究、光探测和测距、激光雷达、光参量振荡的抽运源、光刻及微加工、材料处理、医疗等方面,是非常理想的光源.这种激光器具有以下优点:转换效率高,重复率高,脉宽窄,整机小巧,稳定可靠,光学质量好以及全固态等.因此,它具有非常重要的使用价值和经济效益.本文主要报道高功率QCWLD抽运电光Q开关三波长Nd∶YAG激光器的实验结果. 实验装置采用QCW 800 W LD作为抽运源,其发光尺寸为4.8 mm×45 mm, Nd∶YAG激光介质为φ4 mm×10 mm,YAG晶体用铟箔包裹放在水冷却的铜块上.利用KTP晶体Ⅱ类非临界相位匹配进行倍频,其KTP晶体尺寸为5 mm×5 mm×8 mm.利用BBO Ⅰ类非临界相位匹配进行三倍频,其BBO晶体的尺寸为8 mm×8 mm×8 mm. 实验研究了抽运光功率、温度、重复率、输出镜的透过率、腔长等参数对激光三波长输出特性的影响.当LD抽运光单脉冲能量为60 mJ时,1064 nm光脉冲的能量达到8.5 mJ,最窄脉冲宽度20 ns;532 nm光脉冲能量2.9 mJ;355 nm脉冲能量1.5 mJ,电光调Q激光器的最高重复率可达到500 Hz.(PC10)     

LD侧面抽运的Nd∶YAG激光器抽运均匀性研究

通过对激光二极管 (LD)侧面抽运激光介质的分析研究 ,建立了二极管侧面抽运激光介质所吸收的抽运光功率分布的数学模型。采用光线追迹法模拟计算出单个二极管在不同抽运参数下直接抽运激光棒时 ,激光棒所吸收的抽运光功率的分布。比较了介质的吸收系数和二极管到激光棒距离的不同给抽运的均匀性带来的差异。计算了在有冷却系统的条件下 ,多个二极管阵列抽运时的抽运光功率分布 ,得到了较好的抽运均匀性     

激光二极管侧面抽运调Q倍频Nd∶YAG激光器

对高平均功率输出的激光二极管侧面抽运电光调Q倍频Nd∶YAG激光器进行了研究,当采用90个60W的脉冲激光二极管阵列抽运时,在重复频率为10Hz下,实现了最大平均 功率为1180mW的1064nm红外激光输出,光2光转换效率为11%。腔外倍频获得600mW 的 532nm绿光输出,倍频效率达到50%以上。     

LD抽运Nd∶YVO4腔内倍频连续波8.8W绿光激光器

报道了用LD双向抽运Nd∶YVO4晶体,KTP作腔内倍频的大功率绿光激光器.通过对大功率抽运情况下所产生的热透镜效应进行分析和估算,优化了热稳腔参数,获得了较稳定的功率输出.在抽运功率为28 W时,获得最大连续波绿光输出8.8 W,光-光转换效率达31.5%.     

LD抽运Nd:YAG/KTP腔内倍频16W连续波绿光激光器

为了得到一台大功率连续波绿光激光器,采用9个20W的高功率半导体激光器侧面抽运Nd:YAG棒,倍频晶体选用Ⅱ类相位匹配的KTP晶体,设计了三镜折叠腔结构,使得放置倍频晶体位置处基频光的光腰稍大,从而尽量避免KTP晶体的"灰线效应",通过调节角度的办法来补偿倍频晶体热效应导致的相位失配,得到在抽运电流为19.5A时,连续波绿光输出可达16W,倍频转换效率为40%的结果。实验结果表明,Nd:YAG/KTP是产生大功率连续绿光的较佳组合。