磷化硅镉晶体光学参量振荡角度调谐范围分析

理论计算了泵浦波长1.064μm、1.55μm、1.98μm、2.05μm 和2.50μm 下,CSP 晶体Ⅰ类和Ⅱ类两种匹配方式的角度调谐曲线。分析了 CSP 晶体在不同泵浦波长光学参量振荡下,激光输出波长与相位匹配角之间的对应关系。研究表明：（1）波长1.064μm 泵浦时,CSP晶体Ⅰ类匹配可实现6.0～6.5μm 波长激光输出,角度调谐范围为79.6°～90.0°;（2）波长1.55μm、1.98μm、2.05μm 和2.50μm 泵浦时,CSP 晶体均可实现波长3.0～5.0μm和6.0～9.0μm 激光输出。     

二极管侧面泵浦薄片激光器热效应模拟分析

以在大尺寸复合薄片上获得较好的泵浦均匀性和较高的吸收效率为目的,对泵浦分布进行了理论分析.计算表明,阵列距离27mm、晶体半径11mm和吸收系数0.13mm-1可获得较好的泵浦均匀性和较高的吸收效率.计算了由温度分布和应变分布造成的相位畸变,总泵浦功率为700W时的相位畸变为0.523μm,总泵浦功率为3024W时的相位畸变为2.258μm.明显小于其它文献中理论计算和实验测量的相位畸变.在较小泵浦功率下对相位畸变进行了初步的实验测量,实验测量结果与理论计算基本一致.该技术可向更大功率扩展.     

中红外磷锗锌光参量振荡器实验研究

采用110 W光纤耦合输出二极管激光器泵浦Tm∶YAP晶体,测量了晶体热焦距与吸收泵浦功率的关系,依此设计了基波谐振腔,得到最高32 W的2μm基波输出。计算了2μm激光泵浦Ⅰ类相位匹配ZGP-OPO的相位匹配曲线,得到中波输出时的相位匹配角。用脉冲基波泵浦ZGP-OPO,最高输出10.5 W中波激光。测量了中波激光的光谱和光束质量,波长峰值分别是3.45μm和4.8μm,光束质量因子M2=4.6。     

同带泵浦千瓦级掺铥光纤激光器输出特性理论模拟

对793 nm、1.6μm和1.9μm三种不同泵浦波段下千瓦级掺铥光纤激光器的输出特性开展了数值模拟研究。在1 kW输出功率下,对不同泵浦波段的输出效率和热特性进行了对比分析。结果表明,在793 nm泵浦下,受益于交叉弛豫过程,量子效率可超过100%,但是其整体斜率效率依然不高,导致激光器产热严重,废热与输出功率比达80.8%,光纤端面温度也相对较高。在同带泵浦下,激光器效率得到明显提升,尤其是在1.9μm同带泵浦下,激光器斜率效率达90%以上,废热也得到显著抑制,使用低掺杂光纤时,增益光纤温度整体在50℃以内。对同带泵浦下掺铥光纤激光器的功率提升开展了初步估算和数值模拟,估算表明在同带泵浦下,掺铥光纤激光器的功率提升主要受限于受激布里渊散射、模式不稳定、外包层损伤以及光损伤等四个因素。数值模拟结果表明,同带泵浦下热载显著降低,掺铥光纤激光器的功率提升不会受到模式不稳定的影响,而外包层损伤和受激布里渊散射成为主要的限制因素。对于1.6μm和1.9μm同带泵浦,在25μm芯径尺寸下,激光器最高输出功率可分别达5.9 kW和12.7 kW。     

半导体激光泵浦的掺铒光纤可见荧光实验研究

本文运用0.8μm半导体激光泵浦掺铒光纤获得了在0.460μm和0.546μm两波长的荧光,给出了光谱测试图及泵浦功率与可见荧光输出的关系曲线。这一装置具有制作紧凑而实用的荧光光纤光源的潜力,并可用作光纤陀螺,白光干涉仪的低相干度光源。     

非线性光学晶体材料GaSe激光参数的模拟计算

对红外非线性光学晶体GaSe的非线性性质进行了研究.计算模拟了1.064μm、2.05μm、2.79μm泵浦情况下Ⅰ、Ⅱ类相位匹配情况下GaSe晶体的相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角和泵浦波波长的关系.同时计算了晶体激光光参量震荡和倍频波波长和相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角的关系.对计算结果进行了分析比较.所得结果对于GaSe晶体用于特定波长激光器设计新波段提供了理论依据.     

光泵CF_4 16μm激光器

本文介绍了我国第一台光泵 CF_416μm 激光器。该器件以 TEA CO_2激光器为泵浦源,以其9R(12)跃迁线泵浦长3.77m 吸收池内的冷却 CF_4分子,获得16μm 激光输出.泵浦光由低气压连续增益池压缩线宽,用限孔光阑得单横模,并与光泵腔良好模式匹配,用 KCl 棱镜分开泵浦光和16μm 光,在700mJ 的泵浦源能量下获得25mJ 超辐射输出能量。光量子转换效率7%左右.激光脉宽窄于150ns。整个器件可在约0.5Hg 重复率下,以20mJ 的能量稳定运转数千次。本文描述了低气压连续增益池对输出稳定性及效率的作用,CF_4池温度对激光输出特性的影响,得到 CF_4最佳运转压力及压力变化对16μm 激光脉宽的关系,泵浦源能量与16μm 输出的线性关系。文章还谈及用 CO_2的9R(10)线泵浦时的不同结果,并讨论那些偏离 CF_4吸收峰较远的泵浦线采用高气压连续调谐 CO_2激光器为泵浦源的优越性。     

长波长垂直腔面发射激光器

给出了长波长垂直腔面发射激光器的器件结构的发展现状，同时对GaInNAs／GaAs垂直腔面发射激光器进行了详细的介绍。最后，给出了所设计的新型1.3μm GaInNAs/GaAs长波长垂直外腔面发射半导体激光器的结构设计，有源区量子阱由980nm半导体激光二极管进行泵浦。这种器件设计实现了激光二极管泵浦与长波长垂直腔面发射激光器的有机结合，同时具有两者的优点。此外，本文还对器件的阈值特性和光输出功率进行了理论计算。     

铯蒸汽中几条新的光泵红外受激发射线

用氮分子激光泵浦的可调谐染料激光泵浦铯金属蒸汽,当泵浦光的双光子频率之和分别到达9d、11d 和13d 附近时,获得了波长为2.335μm、2.425μm 和2.932μm 的红外受激发射。     

Cr∶Mg_2SiO_4激光晶体的发光机理

掺铬镁橄榄石(Cr∶Mg_2SiO_4)是一种新型激光晶体,可获得可调谐的近红外激光。但其发光机理尚不清楚。作者从实验上用激光诱导荧光法研究了它的发射光谱,并从理论上计算和解释了发光中心的结构和机理。 实验样品是自己生长和加工的,尺寸为14×14×20(mm)~3。泵浦激光的波长分别为0.532μm、0.64μm和1.064μm,用偏振激发方式,在不同方向上得到了结构不同的荧光辐射。实验表明,泵浦光的偏振矢量相对于晶体轴的方向对辐射带的结构有重要影响。泵浦波长为0.532μm时,荧光辐射谱有两个带,带峰分别     

焦耳级大能量中红外固体Fe∶ZnSe激光器

为实现焦耳级大能量中红外4～5μm波段激光输出，基于波长为2.94μm的Er∶YAG激光泵浦源和液氮恒温控制器，搭建了固体Fe∶ZnSe激光器实验装置，研究了温度和晶体参数对Fe∶ZnSe激光器输出时域波形及能量的影响。闪光灯泵浦的Er∶YAG泵浦激光时域波形展现出固体激光典型的弛豫振荡现象，Fe∶ZnSe激光脉冲波形与泵浦激光波形保持强相关性，且单个尖峰脉冲宽度随温度的升高而变小。在低温79 K条件下，当Er∶YAG泵浦能量为2.75 J时，实现了Fe∶ZnSe激光1.04 J大能量输出，对应的斜率效率和光光转换效率分别为36.4%和37.8%，激光中心波长为4.1μm。在热电致冷可达的240 K温度条件下，当泵浦能量为500 mJ时，Fe∶ZnSe激光的能量输出为50 mJ，激光中心波长为4.4μm。研究结果为焦耳级大能量中红外固体激光器的研制提供了参考。     

热边界和泵浦结构对激光晶体热效应的影响

报道了不同热边界和泵浦结构下激光晶体的热效应情况。理论上,基于星载激光器的工作特点,通过建立符合激光晶体工作状态的热模型,模拟了Nd:YAG晶体受到具有高斯分布半导体激光侧面泵浦时的温度场分布,分析了热边界、泵浦方式以及泵浦光斑、吸收系数等泵浦参数对温度场的影响。将激光晶体热透镜作薄透镜近似,进行了热透镜焦距理论计算和实验测量。五面环形泵浦结构,泵浦功率4 500 W,10 Hz重复频率下,Nd:YAG晶体的热透镜焦距约9.5 m,实验结果与理论仿真结果基本符合。文中建立的模型与实验方法为预测激光晶体的热效应提供了一种有效工具,为激光器设计提供依据。     

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.     

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。     

LD端面泵浦微片固体激光器实验研究

使用2 0mm× 1mm的Nd3+∶YVO4 和6mm× 1mm双掺Cr4 +Nd3+∶YAG微片晶体并在晶体两端面直接镀膜可形成微型F -P谐振腔微片激光器。在 1.6 90W的连续泵浦下双掺的Cr4 +∶Nd3+∶YAG可以获得非常稳定的波长 1.0 6 4μm、脉宽 6ns、平均功率 13.5mW和重复频率10kHz的被动调Q激光脉冲输出。并且通过在直流基电流上加适当的预泵浦脉冲技术实现了可控的脉冲输出序列。Nd3+∶YVO4 晶体在 1WLD连续泵浦下获得了倾斜效率 2 3.3%的 1.0 6 4μm激光输出 ,并在实验中发现脉冲泵浦下的输出激光脉冲呈现出类似于调Q的特性 ,每个脉冲包含多个子脉冲 ,子脉冲宽度约为 180ns。     

半导体侧面泵浦固体激光器均匀性的计算和分析

建立了半导体侧面泵浦固体激光介质内泵浦光能吸收分布情况的数值模型。模拟计算了不同泵浦参数下棒状介质和板条介质内泵浦光能的吸收分布,计算结果和有关实验结果符合得很好。得出了半导体侧面泵浦机构中介质尺寸、介质吸收系数和半导体激光器发光面到介质泵浦面距离这三个参数对泵浦均匀性的影响,比较了棒状介质和板条介质在半导体侧面泵浦应用中的优劣。     

科技进展

山东大学采用自己研制成功的高效率激光自倍频复合功能晶体,四硼酸铝钇钕,在国际上首次获得了从1.06μm到0.53μm的激光自倍频的运转。其技术参数为:泵浦阈值能量<2mJ;0.53μm的绿光输出能量>5mJ;0.53μ对泵浦光转换效率>10％。如果激光器设计改进,泵浦方式改换,激光自倍频参数还会进一步提高。     

量子阱激光二极管泵浦单块Nd∶YLF激光器

用多量子阱激光二极管列阵(MQW-LDA)泵浦单块Nd:YLF激光器,脉冲工作,获得1.047μm的线偏光输出。阈值泵浦功率6.8mW,斜率效率为24％,输出脉冲能量达6.7μJ;用增益开关获得50mW的峰值功率输出。理论计算了泵浦阈值、斜率效率,获得了增益开关的数值解结果,与实验基本一致。     

2.8 μm中红外同步泵浦锁模光纤激光器

2.8μm波段中红外光纤激光器在激光医疗领域具有重要的应用,受到广泛关注。研究并实现了2.8μm同步泵浦锁模脉冲光纤激光器。自主研制了大功率单模976nm皮秒脉冲激光器并以此作为泵浦源,以掺铒氟化物光纤环形腔作为谐振器,通过纤芯同步泵浦的方式,在交叉相位调制作用下实现了2.8μm同步泵浦锁模脉冲激光器的制备。锁模脉冲的中心波长为2784.7nm,重复频率为6.534 MHz,脉冲宽度接近光电探测器极限。所提方案不需要在谐振器内插入任何中红外主动或被动调制器,具有系统稳定性好和易于实现全光纤化等优势。     

UV泵浦Na_20.75～0.80μm受激发射的探讨

首次报道Na_2分子在UV单光子激励下获得0.75～0.80μm的受激发射。分析了单光子泵浦时的温度、压强及激励函数等有关参量特性,通过理论计算,认为此受激发射来自A~1∑_u~+- X~1∑_g~+跃迁。 在0.75～0.80μm受激发射出现的同时,近红外区出现的1.06～1.14μm谱区来自C~1∏_u-2~1∑_g~+跃迁。