铜激光器大步迈向新应用

较高功率、衍射极限光束质量及新的紫外波长使铜激光器可满足新市场 ,并降低成本。动力增强技术 ,将可见光功率增至原来的三倍 ( 1 0 0 W) ,这一功率的衍射极限光束适用于微加工。新倍频技术使利用高功率紫外光获得光纤布拉格光栅成为可能。再加上可靠性显著增强 ,使铜激光器走在工业和科研领域需求日益增长的市场。铜激光器同时运行在两个波长 5 1 0nm(绿光 )和 5 78nm(黄光 ) ,产生 2 0～ 5 0 ns短脉冲 ,高重复率时有良好的脉冲间稳定性。商品铜激光器单机输出功率可达 1 2 0 W,重复率 5 0 k Hz。通过振荡器 /放大器链可得到更高功率。…     

光栅选支电光调Q射频激励波导CO_2激光器研究

本文在理论和实验上研究了光栅选支电光调 Q射频波导 CO2 激光器。调 Q激光脉冲重复频率 1Hz～ 10 k Hz可调 ,在 10 k Hz重复频率时 ,获得激光脉冲峰值功率为 15 0 W,脉冲宽度为 180 ns     

LD泵浦Nd∶YVO_4/Cr∶YAG被动调Q绿光激光器

报道了一种 LD近贴泵浦、KTP晶体腔内倍频的 Nd∶ YVO4/Cr∶ YAG结构高重复频率被动调 Q绿光激光器。在注入泵浦功率为 75 0 m W时 ,得到平均功率 86m W、脉冲宽度2 6.6ns、重复频率 79.2 k Hz、峰值功率 41 .1 W的被动调 Q脉冲绿光输出     

基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器

报道了基于声光调Q的高峰值功率全光纤脉冲激光器,通过改变驱动信号,可获得不同特性的脉冲激光输出。当重复频率为10 kHz时,脉冲宽度在3~900 ns可调。在脉冲宽度为65 ns时,获得1.24 W的平均功率输出,单脉冲能量0.13 mJ,峰值功率2 kW。当重复频率为100 Hz时,可获得脉冲宽度为86 ns、平均功率84 mW的输出,单脉冲能量0.84 mJ,峰值功率10 kW。该激光器结构简单,可以通过调制方便地改变激光参数,可作为进一步放大、压缩脉冲和提高重复频率的种子源。     

顺序放电高重复频率TEA CO2激光器

研制了一台高重复频率顺序放电TEA CO2激光器,由共用光学谐振腔的两节相同放电组件组成,单组件的有效增益体积为2.5 cm×2.5 cm×55 cm.激光器允许以不同的双脉冲时间间隔和不同的脉冲重复频率工作并产生高峰值功率输出双脉冲.当两组件以200 Hz重复频率同步放电时,激光器输出平均功率为1.1 kW;当两组件以400 Hz重复频率顺序放电时,输出平均功率为550 W,双脉冲时间间隔为2.5 ms.在同一脉冲重复频率下,激光器的平均输出功率随双脉冲间隔的增大而减小.实验还测量了不同双脉冲间隔下,激光器的输出双脉冲波形.     

基于Pulser/Sustainer技术的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器

详细研究了一台增益体积为1.17 L,采用pulser/sustainer技术激励的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器的运转特性.激光器最高脉冲重复频率100 Hz,输出激光脉冲半峰全宽(FWHM)约23.0μs.实验记录了稳定辉光放电与有起弧的辉光放电时激光器的放电电压/电流波形;测量得到当sustainer充电电压从12 kV到30 kV时,激光器输出脉冲能量从约0.40 J变化上升至约4.0 J,观察到在同-sustainer充电电压下,激光器输出平均功率随脉冲重复频率线性变化;监测到激光器以sustainer充电电压22 kV,重复频率100 Hz连续工作10 min时,输出平均功率仅从最大257 W下降至247 W.实验数据表明,与采用低感快脉冲放电激励相比,这种新型的长脉冲TECO2激光器具有增益开关效应小、输出动态范围大、"起弧适应性"好、输出平均功率下降慢等特点.     

全固体腔内倍频Nd:YAG/SrWO4/KTP拉曼激光器

报道了以KTP晶体作为倍频介质,以Nd:YAG晶体作为激活介质,以SrWO4晶体作为拉曼介质的折叠腔型主动调Q腔内倍频拉曼激光器的输出特性,给出了输出黄光平均功率、脉冲能最、脉冲宽度随激光二极管(LD)抽运功率及脉冲重复率的变化关系.在输入抽运功率为12.6 W,脉冲重复率为20 kHz时,获得了1.4 W的590 nm激光输出,从LD到黄光的转换效率为11.1%.在输入抽运功率为12.6 W,脉冲重复率为10 kHz时,单脉冲能量为122 μJ,脉冲宽度为4.0 ns.相应的脉冲峰值功率为30.5 kW.     

激光二极管抽运的自拉曼Nd:YVO4激光器

研究了激光二极管（LD）抽运的白拉曼Nd：YVO4调Q激光器的特性。Nd：YVO4晶体同时作为激光介质和拉曼晶体，通过声光调Q技术，产生了1176nm的拉曼激光。测量了平均输出功率、脉冲宽度和单脉冲能量随抽运功率和脉冲重复率的变化。典型的1064nm基频光和1176nm拉曼光脉冲的脉冲宽度分别为26．3ns和9．0ns。在脉冲重复率为20kHz，抽运功率为8．46W时，产生了平均功率为0．384W的1176nm光的输出，光-光转换效率为4．54％。使用速率方程对白拉曼Nd：YVO4调Q激光器特性进行了理论研究，把脉冲重复率为10kHz，20kHz，30kHz时拉曼光单脉冲能量和脉冲宽度的实验值与理论值进行了比较，结果基本相符。     

全固态289.9 nm紫外激光器的研究

报道了全固态脉冲运转腔外四倍频289.9 nm紫外激光器。首先,基于Nd∶KGW晶体的受激拉曼散射机制,以Nd∶YVO4晶体作为增益介质,结合声光调Q技术,研制了一台1159.31 nm红外拉曼激光器。当二极管阵列的总抽运功率为20 W时,1159.31 nm激光的输出功率为983 m W,脉宽为13.5 ns。依次利用Ⅰ类相位匹配偏硼酸锂(LBO)和偏硼酸钡(BBO)晶体进行腔外二倍频和四倍频,实现了平均功率为108 m W的289.9 nm紫外激光输出,重复频率为10 k Hz,脉冲宽度为8 ns,峰值功率为1.35 k W,四倍频转化效率为11%。测量了紫外激光的输出光斑,分析了平均功率随脉冲频率的变化关系。     

低功率Nd：YAG激光器的焊接应用

平均功率等于或小于100W的Nd：YAG激光器可认为是低功率激光器。这类低功率激光器有两种，即连续波和脉冲式，每种都具有截然不同的输出特性和材料处理能力。连续波YAG激光器以其平均功率分级，因而平均功率是其性能的适当度量。连续波YAG激光器常常装有声光Q开关，从而把激光器制成激光电阻调整（调阻）和激光打标系统。采用连续波YAG激光器，其平均功率水平实际与处理速度和生产能力成线性关系。然而．对于脉冲YAG激光器，平均功率通常不是其性能的最佳度量。峰值功率、脉冲能量和脉冲重复率对于决定脉冲YAG激光器的处理速度和能…     

大功率LD抽运Nd:YVO4/KTP声光调Q绿光激光器

用大功率半导体激光器 (LD)连续抽运 Nd:YVO4/KTP激光器 ,实现了声光调 Q绿光输出 ,在注入抽运光功率 6.3 W,重复频率 2 5 k Hz时 ,获得脉冲宽度为 60 ns,平均功率为 1 .76W的绿光输出 ,光 -光转换效率达到 2 7.9% ,绿光单脉冲能量为 70 .4μJ,脉冲峰值功率达到 1 .1 7k W。     

高效放电KrCl激光器

目前在一系列应用中 (医学、光刻术等 ) ,用得很多的是短波长 Kr F*放电激光器 (波长 2 48nm) [1 ] 和 Ar F* 放电激光器 (波长 193nm) [2 ]。在这些激光器的气体混合物中 ,有有毒的化学活性氟。为使 Kr F*和 Ar F*气体混合物能长时间工作 ,必须使用复杂和昂贵的气体混合物再生系统。可用辐射波长为 2 2 2 nm的 Kr Cl*激光器来替代上述激光器 ,它使用了无毒氯化氢 [3 ,4]。给 Kr Cl激光器的混合气体添加氢可大大提高使用寿命 [5 ]。但到目前为止 ,已知的Kr Cl激光器性能参数仍然是低的。研究表明 ,为使 Kr Cl激光器有效地工作 ,抽运…     

激光二极管抽运的自拉曼Nd∶YVO_4激光器

研究了激光二极管(LD)抽运的自拉曼Nd∶YVO4调Q激光器的特性。Nd∶YVO4晶体同时作为激光介质和拉曼晶体,通过声光调Q技术,产生了1176 nm的拉曼激光。测量了平均输出功率、脉冲宽度和单脉冲能量随抽运功率和脉冲重复率的变化。典型的1064 nm基频光和1176 nm拉曼光脉冲的脉冲宽度分别为26.3 ns和9.0 ns。在脉冲重复率为20 kHz,抽运功率为8.46 W时,产生了平均功率为0.384 W的1176 nm光的输出,光-光转换效率为4.54%。使用速率方程对自拉曼Nd∶YVO4调Q激光器特性进行了理论研究,把脉冲重复率为10 kHz,20 kHz,30 kHz时拉曼光单脉冲能量和脉冲宽度的实验值与理论值进行了比较,结果基本相符。     

Cr~(4+)∶YAG被动调Q4倍频全固态紫外激光器的研究

设计了LD泵浦Cr4 + ∶YAG被动调Q的全固态Nd∶YAG脉冲红外激光器。腔外首先经过焦距为10 0mm的聚焦透镜 ,将 10 6 4nm的红外激光耦合到长为 9mm的KTP 2倍频晶体中 ,得到平均功率为 2 9mW的脉冲绿光。然后将 5 32nm的脉冲绿光经过焦距为 30mm的聚焦透镜 ,耦合到长为 4mm的BBO 4倍频晶体上 ,获得了峰值功率为 7.3W ,平均功率为 1.1mW ,重复频率为 12 .5kHz,脉冲宽度为 12ns的 2 6 6nm紫外激光 ,其绿光 紫外光的转换效率为 3.8%,红外光 紫外光的转换效率为 0 .7%。     

激光二极管连续抽运电光调Q Nd∶YVO_4激光器

报道了全固态激光器连续抽运高重复率电光调Q的实验和理论分析结果.用LGS(La3Ga5SiO14)晶体作电光调Q元件,在激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO4激光器中实现了较高重复率的电光调Q输出.实验中在104Hz重复率下,抽运功率为28 W时,平均功率超过5 W,脉冲宽度为7 ns,峰值功率为70 kW,并对不同重复率时的脉冲输出进行了比较,在低重复率下,脉宽<6.5 ns,峰值功率超过100 kW.在理论上,通过对连续抽运时的电光调Q速率方程进行修正,并考虑放大自发辐射(ASE)的影响,对调Q激光器的储能过程和脉冲输出特性进行了模拟,所得结果和实验数据能够很好地吻合.最后,利用LasCad软件对晶体的热效应进行了模拟,并利用临界稳定腔方法对热焦距进行了测量,测量和模拟结果基本一致.     

受激拉曼散射改进二极管抽运固体激光器的性能

针对激光输出参量控制的非线性效应应用日益广泛。这种效应的产生基于激光器的光平均输出功率或其脉冲的峰值功率。依赖于平均功率的非线性效应包括热效应、光折变晶体中的波相互作用效应等。依赖于激光脉冲峰值功率的非线性效应 ,更为多样。高重复率 (≥ 1k Hz)、高峰值功率 (≥ 1MW)和短脉宽 (10 -9～ 10 -1 3 ns)二极管抽运固体激光器非常适用于产生这些非线性效应。短激光棒获得短脉冲　　受激布里渊散射 (受激布里渊散射 )、受激拉曼散射 (SRS)和谐波产生都可由脉冲激光获得。在光束横向结构接近基模 (TEM0 0 )和脉宽为几纳秒或更…     

激光二极管连续抽运电光调Q Nd:YVO4激光器

报道了全固态激光器连续抽运高重复率电光调Q的实验和理论分析结果。用LGS（La3Ga5SiO14）晶体作电光调Q元件，在激光二极管（LD）端面抽运Nd：YVO4激光器中实现了较高重复率的电光调Q输出。实验中在10^4Hz重复率下，抽运功率为28w时，平均功率超过5W，脉冲宽度为7ns，峰值功率为70kW，并对不同重复率时的脉冲输出进行了比较，在低重复率下，脉宽〈6．5ns，峰值功率超过100kW。在理论上，通过对连续抽运时的电光调Q速率方程进行修正，并考虑放大自发辐射（ASE）的影响，对调Q激光器的储能过程和脉冲输出特性进行了模拟，所得结果和实验数据能够很好地吻合。最后，利用LasCad软件对晶体的热效应进行了模拟，并利用临界稳定腔方法对热焦距进行了测量，测量和模拟结果基本一致。     

自由电子激光器获得创记录输出

美国能源部托马斯·杰菲森国家加速器装置的科学家已使该装置的自由电子激光器在 3.1μm处达到 1.72 k W的世界记录 ,将其推入可供许多实际应用的阶段。该激光器发射近衍射极限光束 ,以 18,37或 75 MHz的重复率产生约 1ps的脉冲。该装置 1998年 6月首次出光 ,当时的输出功率为 15 5 W,高于此类自由电子激光器输出的 10倍。此激光器由一超导射频直线加速器供能 ,后者又由一激光激励的电子源馈入 ;总长度约 5 0 m。电子源由将光电阴极蒸发出电子的倍频 Nd∶ YL F激光器组成 ,其重复率决定了自由电子激光的重复率。据该项目经理Fred Dylla…     

铜蒸气激光器脉冲磁压缩技术研究

文中介绍了由直流高压电路、脉冲放电电路和一级脉冲磁压缩电路组成的铜蒸气激光器电源。采用脉冲压缩技术后在35mm× 15 0 0mm激光管输入电功率 4 .5kW ,在脉冲重复率6kHz时作为振荡器用平凹腔可获得 35W的激光 ,作为放大级可获得 5 2W增益激光     

高重复率窄脉宽Nd∶YVO_4板条激光器

部分端面抽运的混合腔板条激光器是一种新型的全固态激光器,采用这种结构,实现了高重复率调Q运转。在脉冲抽运情况下,1kHz运转时,得到脉宽4.6ns,单脉冲能量4.5mJ的激光输出。在连续抽运调Q输出情况下,5kHz高重复率运转时,获得了脉宽6ns,单脉冲能量3.1mJ的脉冲序列输出,平均功率超过15W;当重复率高达25kHz时,得到脉宽9.5ns,单脉冲能量1.2mJ的激光输出,平均功率达30W。实验结果表明,输出水平还有很大的提升空间。