自锁模陶瓷激光器

自锁模激光腔不需要附加半导体饱和吸收镜（SESAMs）等主动和被动锁模器件，完全靠激光材料的光学和热效应达到锁模。与克尔镜锁模相比，自锁模对激光腔的排列不敏感，锁模区较长。最近第一台高功率自锁模Yb：Y2O3模陶瓷激光器研制成功。该激光器结构简单紧凑，激光腔只使用了3个反射镜和一个陶瓷棒。     

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。     

利用皮秒扫描相机研究对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器的输出特性

本文报道了用BWS—5KⅡ型皮秒扫描相机对CPM Nd:YAG激光器进行研究的实验结果。得到了激光脉冲宽度为10.1PS的最佳结果,而且还得到了锁模单脉冲的真实波形。同时利用扫描相机研究了染料浓度、染料盒偏离中心位置对输出脉冲宽度及波形的影响,使激光器处于最佳工作状态。     

易于开启和维持自锁模的适度失谐腔克尔介质自锁模激光器

提出工作于谐振腔适度失谐时的克尔介质自锁模激光器易于开启和维持自锁模的理论。根据克尔镜锁模原理和动态可饱和高斯增益特性，利用激光传输矩阵理论，对系统进行了数值模拟计算，确证了最佳腔镜失谐角的存在．结论与已有的实验结果相符，并对它们赋予了新的合理解释。     

自锁模固体激光器自启动理论研究

利用被动锁模激光器的锁模原理 ,结合自锁模固体激光器中等效快可饱和吸收体的物理特性 ,建立了自锁模动力学方程和控制自锁模激光器运转特性的速率方程组。对速率方程组线性化处理 ,导出自锁模激光器启动条件 ,并将克尔透镜锁模固体激光器自锁模启动条件直接与自锁模启动因子联系起来。所得结论与实验结果有很好的一致性。     

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。     

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。     

亚皮秒自起振被动锁模掺铒光纤激光器

理论分析了利用非线性偏振旋转效应锁模激光器的机理。实验得到平均输出功率0．313mW、重复频率13．9MHz的自起振稳定被动锁模输出,中心波长1562．3nm,脉冲半极大全宽度(FWHM)1．5ps。利用孤子压缩效应,将输出脉冲压缩到750fs,并观察到高阶孤子的分裂现象。     

77 GHz soliton modelocked Nd:YVO4 laser

An Nd:YVO₄ laser which was passively modelocked at the very high repetition rate of ~77 GHz, using a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM), is demonstrated. The soliton-like pulses are well separated in time and their duration is 2.7 ps. The required negative dispersion is introduced by a GTI-like structure, which is formed by the gain medium and the SESAM     

Efficient high-power diode-end-pumped TEM00 Nd:YVO4 laser

We demonstrate a compact and efficient diode-end-pumped TEM₀₀ laser with output power of 25.2 W for 52 W of incident pump power by use of a single YVO₄ crystal with a Nd concentration of 0.3 at.%. In Q-switched operation 21-W of average power at a pulse repetition rate of 100 kHz and ~1.1-mT pulse energy at a pulse repetition rate of 10 kHz were produced. At 10 kHz, the pulse width is around 10 ns and the peak power is higher than 100 kW     

1.35 GHz线性调频Nd:YVO4激光器

报道了808 nm连续半导体泵浦全固态Nd:YVO4线性调频激光器实验研究。利用优化谐振腔长度、腔内插入倾斜标准具,采用温度控制、机械减震和隔绝外部环境等稳频操作,实现了稳定的1 064 nm单频激光输出,最大输出功率140 mW。利用法柏干涉仪观察单频输出,并利用刀口法测量得到的基模高斯光束质量M2为1.05。在谐振腔内插入RTP电光晶体并连接外部高压电源,通过线性电光效应改变谐振腔长度以及改变标准具倾斜角度避免腔长调节过程中的模式跳频,实现了1.35 GHz的稳定线性调频激光输出。编程控制高压电源给RTP晶体施加幅值为2 200 V的锯齿波形电压,实现了频率20 Hz,平均输出功率为85 mW周期性的调频信号输出。     

激光二极管抽运Nd∶YVO4/YVO4复合晶体激光器

在高功率激光二极管(LD)抽运的情况下,对比分析了Nd∶YVO4/YVO4复合晶体和Nd∶YVO4单一晶体的激光特性。实验证明,复合晶体能够有效地降低晶体内的温度梯度,减小由端面变形带来的热透镜效应,获得比单一晶体高出许多的输出功率。采用Z型折叠腔,研究了Nd∶YVO4/YVO4复合晶体KTP倍频特性,当抽运功率为17W时,获得了6.23W的绿光输出,抽运光到绿光的转换效率高达37%。     

波长锁定878.6 nm LD调制泵浦Nd: YVO4自拉曼激光器

报道了一款基于调制共振泵浦技术的Nd:YVO₄自拉曼激光器。针对全固态自拉曼激光器中热效应严重导致的激光器输出功率及光光效率普遍偏低的问题,合理地将共振泵浦技术和调制泵浦技术相结合,实现了激光器的有效热管控,缓解了激光器的热效应,提高了泵浦上限,从而实现了激光器输出功率和光光效率的大幅提高。当泵浦源的调制频率为10 kHz、占空比为40%、平均泵浦功率为30 W、声光Q开关的调制频率为100 kHz时,获得了最大平均功率为8.57 W的1176 nm斯托克斯光输出,相应光光转换效率28.6%。相较于相同泵浦功率的连续泵浦机制下的实验结果,斯托克斯光平均输出功率提高了42%,光光效率提高了8.5%。实验结果表明:共振泵浦和调制泵浦技术相结合的方式可以有效缓解热效应,提高泵浦功率上限,从而提高自拉曼激光器的输出功率和光光效率。     

Oxide-confined vertical-cavity surface-emitting laser pumped Nd:YVO4 microchip lasers

In this letter, we demonstrate an experimental study of using a large area oxide-confined vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) to pump a Nd:YVO₄ microchip laser. The maximum output power of 1.2 mW in TEM₀₀ mode is obtained with a pump power of 8.2 mW. Experimental results show that the complex transverse modal behavior of VCSELs in the higher injection current may cause an impediment of power scaling     

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      

基于Nd∶YVO4/Nd∶YLF组合晶体的双波长激光器研究

设计了基于Nd:YVO₄/Nd:YLF组合晶体的双波长(1047 nm和1064 nm)激光器。理论分析了 组合晶体双波长激 光器的速率方程,实验研究了在固定抽运条件下双波长激光器的温度输出特性。在实验研究 过程中设置抽运功率为600 mW,调节组合晶体热沉温度以1.0 ℃为间隔逐步增加,当热沉温度从 7.0 ℃增加至22.0 ℃时,激光器获得了频差 范围 为4.58 THz～4.63 THz、功率均衡度可调的双 波长信号 输出。在实验温度上升的范围内,频差最大值出现在8.0 ℃时,为 4.63 THz;频差最小值出现在21.0 ℃,为4.58 THz。 实验结果表明,频差随温度的变化稳定在4.60 THz附近。尤其的当 热沉温度处于17.8 ℃时,获得了功率均衡的、频差为4.58 THz的双波长信号输出,此时功 率为18.48 mW。这种超大频差的双波长激光器在提升功率之后可用于 外差拍频获取太赫兹波信号。     

Heat generation in Nd:YVO4 with and without laser action

We present quantitative interferometric measurements of thermal lensing in a diode-pumped Nd:YVO₄ crystal with and without laser action. The thermal loading increased by two times when laser action was inhibited. The thermal loading was strongly dependent on upper laser-level loss mechanisms (e.g. nonradiative decay, quenching, and Auger recombination)     

亚纳秒脉宽半导体泵浦电光调Q Nd:YVO4激光器

报道了一种利用半导体端面泵浦Nd:YVO4晶体并采用电光调Q的短腔激光器。通过理论分析和实验研究,确定了激光器的结构和参数,并证明使用电光调Q技术可以实现亚纳秒脉宽激光输出。在腔长20mm、重复频率为1～100Hz的范围内,获得脉宽小于600ps、单脉冲能量大于0.42mJ以及光束质量M2为1.9的100Hz激光输出,不稳定度小于±3%。