3.9 MHz被动锁模Nd∶YVO4皮秒激光器的实验研究

报道了一种具有热稳腔设计实现1064 nm皮秒脉冲激光输出的被动锁模Nd∶YVO4激光器。并在此基础上,不改变锁模条件激光模式的同时引入Herriott型多程腔来增加腔长,使总腔长达到38.7 m。采用光纤耦合输出的808 nm激光二极管对Nd∶YVO4晶体进行端面抽运,以半导体可饱和吸收镜作为被动锁模元件,获得了重复频率低至3.9 MHz的皮秒激光脉冲,脉宽为60 ps。在泵浦功率为10 W时,平均输出功率为2.6 W,对应单脉冲能量0.67 μJ,x和y方向的光束质量因子分别为1.01和1.11。     

12.5μJ电光腔倒空锁模皮秒激光器的实验研究北大核心CSCD

报道了单脉冲能量大于10μJ的腔倒空锁模皮秒激光器。通过实验完成了光纤耦合激光二极管端面抽运Nd:YVO4晶体、半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的大功率皮秒激光振荡器后,在锁模腔内插入BBO电光晶体,实现重复频率1Hz～10kHz连续可调的电光腔倒空锁模运转。在抽运功率17.9 W时,获得了单脉冲能量12.5μJ、重复频率10kHz、脉冲宽度24.7ps的激光输出。     

12.5μJ电光腔倒空锁模皮秒激光器的实验研究

报道了单脉冲能量大于10μJ的腔倒空锁模皮秒激光器。通过实验完成了光纤耦合激光二极管端面抽运Nd:YVO4晶体、半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的大功率皮秒激光振荡器后,在锁模腔内插入BBO电光晶体,实现重复频率1Hz～10kHz连续可调的电光腔倒空锁模运转。在抽运功率17.9 W时,获得了单脉冲能量12.5μJ、重复频率10kHz、脉冲宽度24.7ps的激光输出。     

高平均功率锁模皮秒Nd:GdVO_4激光器研究

正紧凑的被动锁模全固态激光器在精密测量加工、非线性光学频率变换等方面具有重要的应用。Nd~(3+)掺杂的晶体材料是超短脉冲锁模激光器的主要增益介质,其中Nd:GdVO_4晶体具有高热导率、宽增益带宽、短上能级寿命等优势,使其在获得高功率、窄脉冲皮秒激光方面具有很大的潜力、采用主振功率放大(MOPA)方案,获得了高功率、窄脉冲皮秒1063 nm激光、对于振荡级,为了减小量子亏损热,利用879 nm半导体激光直接泵浦Nd:GdVO_4晶体;采用半导体可饱和吸收镜作为锁模元件。在热近非稳腔运转条件下获得了输出平均功率为7 W的皮秒1063 nm激光,重复频率约为250 MHz,光光转换效率和斜效率分别为55.2%和56.8%。对于放大级,为了减小晶体中的热量,同时使得振荡级和放大级的波长匹配,仍然采用879 nm半导体激光直接泵浦Nd:GdVO_4晶体。对振荡级输出的皮秒1063 nm激光,平均功率为5.8 W时进行了单程放大。在吸收泵浦光功率为64.3 W时,放大器最大输出平均功率为21.7 W的皮秒1063 nm激光,对应提取效率为33.7%、1063 nm激光输出平均功率为21.7 W时,脉冲宽度为7.1 ps,光束质量因子为1.24,这也说明放大器输出激光处于单模运转状态。     

基于Cr:YAG的调Q锁模Nd:GdVO4自受激拉曼激光器

以Cr:YAG作为饱和吸收体,利用a向切割的Nd:GdVO₄晶体的自受激拉曼散射效应,实现了 结构紧凑的1173nm拉曼激光器的调Q锁模输出。Nd:GdVO₄晶体长度为10mm,Nd 3＋离子掺杂浓度为0.2%;Gr:YAG晶体的初始透过率为70%。激光器为LD端面泵浦,折叠腔结构,并且采 用了透过率为10%的输出镜。泵浦功率5W时激 光开始振荡输出。锁模脉冲重复频率高达900MHz;在最高泵浦功率时,1173nm 激光平均输出功率为180mW,调Q包络宽 度为11ns。同时,利用10mm长的Ⅰ类匹配 LBO作倍频晶体,成功实现了锁模黄光的输出,输出平均功率为10mW 。并对586.5nm脉冲黄光的光谱进行了测量。激光器设计合理,热效 应对激光器的影响被有效抑制。     

端面抽运全固态皮秒被动锁模激光器

利用国产半导体可饱和吸收镜(SESAM),设计了不同的腔型结构,实现了平均功率5W单路输出,5W双路输出,输出透过率可调节的半导体可饱和吸收镜线型腔连续锁模(CWML)激光器,双向输出六镜环行腔连续锁模激光器等。将半导体可饱和吸收镜放在腔内的特殊位置,利用一种新的技术方法实现了锁模激光器的频率翻倍。利用由非线性晶体KTP和双色镜构成的非线性镜(NLM),实现了端面抽运Nd∶YVO4激光器的4W锁模输出。     

低温GaAs被动调Q锁模Nd:GdYVO4激光器的实验研究

采用低温生长的GaAs晶体作为被动饱和吸收体兼输出镜,实现了Nd:GdYVO4激光器调Q锁模运转.研究了Nd:GdYVO4激光器的基频运转特性及调Q锁模输出特性.实验结果表明,当用平面镜作为输出镜及泵浦功率为10W时,获得激光的输出功率是3.5W,光-光转换效率是35%;当用GaAs作为输出镜时,激光器调Q运转阈值是1.2W,而当泵浦功率是10W时,输出功率是1.88W,锁模脉冲的重复频率为114MHz.激光调Q锁模深度在7W时达到100%.泵浦功率为8W时,输出功率为1.58W,调Q包络脉冲的重复频率为91kHz,半峰全宽为43.2ns.     

室温下的主动锁模Ho:YAG激光器

为了获得在2m波段的百皮秒激光器,采用主动锁模的方法,使用Tm∶YLF作为抽运源,得到了可在室温下工作的输出连续锁模脉冲的主动锁模Ho∶YAG激光器。研究了该主动锁模激光器的输出特性,并进行了实验验证,取得了脉冲重复频率为82.75MHz、输出最大平均功率为1W、激光中心波长为2097.25nm、斜率效率为13.3%、锁模脉冲宽度约为86.6ps的实验数据。结果表明,采用主动锁模的方式能获得输出脉宽百皮秒量级的锁模钬激光器。     

LD泵浦Nd:YVO4／SESAM锁模激光器实验研究

报道了利用LD泵浦Nd∶YVO4激光器,用半导体可饱和吸收镜(SESAM)做被动锁模元件,实现了高效的连续锁模运转,输入功率7.5W时得到2.45W的激光输出,光-光转换效率达32.7%,锁模脉冲的重复频率为108MHz.     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd∶YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜 (SESAM ) ,在 5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd∶YAG激光中 ,实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模 ,获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量 ,其锁模激光脉冲宽度小于 10 ps。实验采用直腔结构的谐振腔 ,该腔结构简单 ,易于调整 ,实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时 ,光 光转换效率达到 19%。     

半导体可饱和吸收镜连续被动锁模端面抽运Nd∶YVO_4激光器

报道了利用国产半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现端面抽运Nd∶YVO4激光器连续锁模(CWML)运转的实验结果。在V型腔结构的实验中观察到调Q锁模(QML)波形不稳并有较强的直流成份,通过选择小透过率输出镜和增加腔长,解决了这两个问题。在腔长从0.66m增至1.27m和1.86m过程中,直流分量从52%降到13.6%,0.3%,最终获得了重复频率约80MHz的稳定连续锁模脉冲输出,光谱宽度为0.15nm。在考虑晶体热效应基础上,利用ABCD矩阵方法设计了四镜Z型腔,获得了1W左右的连续锁模输出,重复频率约150MHz。分析和比较了V型腔和Z型腔的优缺点。     

输出高重复频率脉冲列的全固态激光器

报道了利用声光振幅调制锁模的方法,在激光二极管端面抽运Nd∶YVO4激光器上获得320MHz高重复频率脉冲列的实验结果。实验采用平平腔结构,腔长452mm,耦合输出镜透过率为3.6%。所用声光介质为熔融石英晶体,以铌酸锂作换能器,在驱动功率4.5W时,对1064nm波长衍射效率为5%,相应的调制深度为0.31。在最佳锁模状态下,激光二极管抽运功率为3.5W,此时激光平均输出功率为15mW,示波器记录脉冲宽度680ps,实测光束质量因子M2小于1.5。并在实验基础上对激光器工作的稳定性进行了分析,结果表明在腔长变化不超过±100μm时,输出波形仍是稳定的。     

一种声光调Q窄脉宽小体积激光器

为了构建一种声光调Q的窄脉宽小型Nd:YVO₄激光器,从主动调Q速率方程出发,分析了抽运速率、重复频率、输出镜透过率对脉宽的影响。该激光器采用简单的平平腔设计,LD端面抽运高增益的Nd:YVO₄激光晶体,在谐振腔内插入一个微型的声光调Q开关,作用长度约为7mm,谐振腔腔长13mm,输出镜的透过率为70%。结果表明,在抽运功率为4.21W、重复频率20kHz时,获得了单脉冲能量20μJ、脉冲宽度1.65ns、峰值功率为12kW的1064nm激光输出。此结果说明,用微型声光调Q开关来构建短腔获得窄脉宽输出是一种切实可行的方案,且该器件还可以作为大功率激光器的种子源。     

Diode-pumped Q-switched Extra-cavity Frequency-doubled Nd: YVO4/KTP Green Laser

A diode-pumped acousto-optical(A-O) Q-switched extra-cavity frequency-doubled Nd: YVO4/KTP (KTiOPO4) green laser formed with a simple plane-plane cavity has been demonstrated. With the incident pump power of 12. 7 W, A-O Q-switched average output power at 1 064 nm was 3.81 W with a duration of 25 ns at a repetition rate of 20 kHz, extra-cavity frequency doubling with KTP as the nonlinear crystal yielded the maximum output power of 1. 92 W at 532 nm, the corresponding optical conversion efficiency from 1 064 nm to 532 nm light is 50.4%. The continuous-wave(CW) laser properties of diodepumped Nd: YVO4 crystal operating at 1 064 nm have been studied. With the incident pump power of 25 W,the maximum CW output power of 13.81 W was obtained with the corresponding optical conversion efficiency of 55.24%.     

Diode-pumped Q-switched Extra-cavity Frequency-doubled Nd：YVO4/KTP Green Laser

A diode-pumped acousto-optical（A-O） Q-switched extra-cavity frequency-doubled Nd：YVO4/KTP （KTiOPO4） green laser formed with a simple plane-plane cavity has been demonstrated. With the incident pump power of 12.7W, A-O Q-switched average output power at 1064nm was 3.81W with a duration of 25 ns at a repetition rate of 20 kHz, extra-cavity frequency doubling with KTP as the nonlinear crystal yielded the maximum output power of 1. 92 W at 532 nm, the corresponding optical conversion efficiency from 1064nm to 532nm light is 50.4%. The continuous-wave（CW） laser properties of diodepumped Nd：YVO4 crystal operating at 1064nm have been studied. With the incident pump power of 25 W, the maximum CW output power of 13.81 W was obtained with the corresponding optical conversion efficiency of 55.24%.     

Generation of picosecond vortex beam in a self-mode-locked Nd:YVO4 laser

In this paper, a self-mode-locked Nd:YVO4 picosecond vortex laser is demonstrated, which can operate on the different Laguerre-Gaussian (LG) modes at 1 064 nm. A π/2 mode converter is utilized to realize the picosecond vortex laser with LG mode transformed from the high-order Hermite-Gaussian (HG) mode. For the proposed laser, the mode-locked pulse repetition rate is 1.81 GHz. The average output powers of LG12 mode and LG02 mode are 1.241 W and 1.27 W, respectively, and their slope efficiencies are 23.2% and 24%, respectively. This work has been supported by the National Natural Science Foundation of China (No.61108021), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Nos. 2013JBM091 and S16JB00010). E-mail:pengjiying@163.com      

Efficient Mode-locked and Q-switched Nd∶YVO4 Laser with Semiconductor Saturable Absorber Mirror

We reported an efficient diode pumped Nd∶YVO4 1 064 nm laser passively mode-locked and Q-switched by a semiconductor saturable absorber mirror(SESAM). At the incident pump power of 7.5 W, 2.81 W average output power was obtained during stable CW mode locking with a repetition rate of 111 MHz. The optical conversion efficiency was 37.5%, and the slope efficiency was 39%. So far as we know, this is the highest optical-optical conversion efficiency with a SESAM at home.     

LD泵浦Nd:YVO4晶体1342 nm激光实验研究

报道了采用不同腔长、不同透过率的输出镜及不同搀杂浓度的晶体时,激光二极管端面泵浦Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体１３４２ｎｍ激光的输出特性。对三种不同搀杂浓度的晶体的实验结果表明,输出为基横模,在输出１Ｗ时,稳定性皆优于０．２％;搀杂浓度较高的晶体,在泵浦功率逐渐增加时更容易饱和。用用０．５％搀杂的晶体,最大获得３Ｗ激光输出,斜效率４３．７％。     

LBO倍频1.8 W连续671 nm红光激光器

Nd：YVO4晶体中掺杂的Nd^3 除了1．064μm的受激辐射跃迁外，还可产生1．342μm波段的弱辐射，经腔内倍频，最终可输出671nm的红色激光。报道了一种光纤耦合半导体激光二极管(LD)阵列端面抽运Nd：YVO4晶体，腔内采用Ⅰ类临界相位匹配LBO(LiB3O5)晶体倍频，实现波长为671nm的全固态红光激光器瓦级输出的理论分析和实验结果。采用短三镜折叠腔结构，通过对激光晶体热透镜焦距的估算，用计算机优化设计选取了合适的谐振腔参数，在芯径为400μm的光纤耦合808nm半导体激光二极管阵列抽运下，当注入功率为8W时，获得了波长为671nm的红光基模稳定输出．最高输出功率达1．8W，光-光转换效率达22．5％。