LD泵浦被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程

运用非线性光学的和频理论推导出被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程理论中的和频项,在被动调Q拉曼激光器速率方程的基础上,推导被动调Q腔内和频拉曼激光器速率方程,再将方程归一化,得到八个综合参量。推导出和频脉冲峰值功率和单脉冲能量的归一化表达式。数值模拟观察各参量对和频脉冲峰值功率、单脉冲能量和脉冲宽度的影响。对各参量影响进行分析,发现和频因子与归一化拉曼增益系数需要相互匹配才能实现高效率的和频光输出。同时,比较了被动调Q腔内和频拉曼激光器与被动调Q腔内倍频拉曼激光器的数值模拟结果。     

主动调Q内腔式Nd:YAG/GdVO4拉曼激光器

研究了激光二极管(LD)端面抽运的主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器的激光特性,测量了不同抽运功率和脉冲重复频率条件下的平均输出功率和脉冲宽度.当注入的抽运功率为[7.44 W,脉冲重复频率为20 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大平均输出功率为1.3 W,对应的光-光转换效率为17.4%;当注入抽运功率为6.8 W,脉冲重复频率为[15 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大单脉冲能量为74.4 μJ.与Nd∶GdVO4自拉曼激光器进行实验比较和分析,实验结果表明主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器可以获得比Nd∶GdVO4自拉曼激光器更高的平均输出功率和转换效率.     

被动调Q固体激光器上转换效应的数值模拟

在主动调Q固体激光器上转换效应(ETU)理论的基础上,给出了包含上转换效应项的被动调Q固体激光系统的耦合速率方程组。采用变步长龙格-库塔数值方法,针对Nd∶YAG激光晶体和Cr4 ∶YAG可饱和吸收体,对上转换效应对输出脉冲参数的影响进行了数值分析。在低抽运功率条件下,上转换效应对输出脉冲的能量和峰值功率影响较大;在高抽运功率条件下,上转换效应对平均输出功率影响较大。在抽运功率逐渐增加的过程中,上转换效应对输出脉冲能量和峰值功率的影响逐渐减弱,对输出激光的脉冲宽度(FWHM)和重复频率的影响则可以被忽略。数值计算结果与实验所得结果基本一致。     

调Q激光器速率方程的普适表达式

本文证明了主动调 Q激光器的速率方程及其解可以作为被动调 Q激光器速率方程及其解的特例 ,并通过归一化相关参量得到了同时适合于主动和被动调 Q激光器速率方程的普适表达式     

激光二极管抽运主动调Q Nd∶GdVO_4自受激拉曼激光器

采用激光二极管(LD)抽运、主动调Q的方式,利用c向切割的Nd∶GdVO4晶体的自受激拉曼散射(self-SRS)效应,实现了结构紧凑、高效的脉冲拉曼激光器。在输入功率为1.8W,主动调Q10kHz时,自受激拉曼激光器产生了稳定的1176nm的斯托克斯(Stokes)脉冲光,斯托克斯光的单脉冲能量为10μJ,脉冲宽度为19ns。此时,自受激拉曼散射的阈值仅为510mW,斯托克斯光的转换效率为5.6%。实验结果表明,有效的自受激拉曼变频可以通过一个c向切割的Nd∶GdVO4晶体,采用主动调Q的方式来实现。     

激光二极管抽运主动调Q Nd:GdVO4自受激拉曼激光器

采用激光二极管（LD）抽运、主动调Q的方式，利用c向切割的Nd：GdVO4晶体的自受激拉曼散射（self-SRS）效应，实现了结构紧凑、高效的脉冲拉曼激光器。在输入功率为1．8W，主动调Q10kHz时，自受激拉曼激光器产生了稳定的1176nm的斯托克斯（Stokes）脉冲光，斯托克斯光的单脉冲能量为10μJ，脉冲宽度为19ns。此时，自受激拉曼散射的阈值仅为510mW，斯托克斯光的转换效率为5．6％。实验结果表明，有效的自受激拉曼变频可以通过一个c向切割的Nd：GdVO4晶体，采用主动调Q的方式来实现。     

调Q激光器速率方程的谱话表达式

本文证明了主动调Q激光器的速率方程及其解可以作为被动调Q激光器速率方程及其解的特例，并通过归一化相关参数得到了同时适合于主动和被动调Q激光器速率方程的普适表达式。     

考虑腔内光强高斯分布时调Q激光器的速率方程及其解

在主动调Ｑ激光器速率方程中考虑腔内光强的高斯分布,数值求解该速率方程得至归一化的脉冲能量、峰值功率和脉冲宽度与泵浦条件之间的关系,并做图表示,同时与采用平面波近似时所得结果进行比较,并对相关问题进行讨论。     

掺Yb3+全光纤环形腔主动调Q光纤激光器

报道了用976 nm激光二极管(LD)抽运掺Yb~(3 )增益光纤,用光纤耦合的声光调制器(AOM)实现全光纤环形腔主动调Q激光输出的实验研究。激光器的调制频率在200 Hz～60.9 kHz之间调节时获得稳定的调Q脉冲输出。当抽运光功率为183 mW,调制频率为500.2 Hz时,获得输出峰值功率为2.7 W,脉冲宽度为53.2 ns,单脉冲能量为145.5 nJ的激光脉冲,激光器的输出波长为1030 nm。当Q开关关闭时间较短时,从实验中观察到高低脉冲间隔输出的情况,利用调Q原理给出了相应解释。从实验和理论上分析了调制频率和抽运功率对激光器输出脉冲的影响,并进行了相应的计算,计算值和实验结果符合得较好。     

Raman oscillation with intracavity sum-frequency generation

We use a plane-wave analysis to examine a Raman oscillator containing an intracavity sum-frequency interaction that frequency sums the circulating first-order Stokes radiation with the pump radiation. We find that there is an optimum ratio between the nonlinear coupling in the Raman medium and the nonlinear coupling in the sum-frequency generator. We also find that higher order Stokes radiation should be suppressed with the optimum choice of nonlinear coupling in the sum-frequency interaction. Numerical integration of the equations containing transverse effects predicts a time-averaged power-conversion efficiency of 61.4% for conversion of 532- to 273.5-nm radiation using a CW mode-locked frequency-doubled Nd:YAG laser with Ba(NO₂) ₃ for the Raman material and CsLiB₆O₁₀ (CLBO) for the sum-frequency material     

A new model of laser-diode end-pumped actively Q-switched intracavity frequency doubling laser

The intracavity photon density and the initial population-inversion density are assumed to be Gaussian spatial distributions in the rate equations of a laser-diode end-pumped actively Q-switched intracavity-frequency-doubling laser. In addition, the influence of the pump rate, the thermal effect in the gain medium and the change of the photon density along the cavity axis have been taken into account. These coupled rate equations are solved numerically, and the dependences of pulse width, single-pulse energy and peak power on incident pump power are obtained for the generated-green-laser pulses. In the experiment, a laser-diode end-pumped actively Q-switched Nd:YVO/sub 4//KTP laser with acoustic-optic-modulator is realized and the experimental results agree with the numerical solutions.     

全固体腔内和频激光器的研究与发展

讨论了腔内多波长的产生与和频激光器的基本原理，并介绍了激光二极管泵浦腔内和频激光器目前的研究现状及发展趋势。     

声光调Q内腔式Nd:YAG/RTP级联拉曼激光特性

报道了基于磷酸钛氧铷（RTP）晶体的内腔式级联拉曼激光输出特性。采用半导体激光端面抽运声光调Q Nd:YAG晶体产生的1 064 nm激光作为基频光,尺寸为4420 mm3、沿x轴切割的RTP晶体作为拉曼增益介质。分别对X（ZZ）X和X（YY）X几何配置的RTP拉曼激光系统进行实验研究。X（YY）X几何配置的拉曼增益相对较低,导致腔内不同非线性频率变换过程的竞争,只测量到对应光参量振荡激光的输出。在X（ZZ）X几何配置下成功获得了271 cm-1和687 cm-1两个拉曼频移共同参与级联拉曼激光输出。高阶Stokes光随着抽运功率的增加而依次出现。在10 W入射抽运功率和15 kHz脉冲重复频率下,获得了总平均输出功率480 mW,转化效率4.8%的多波长激光输出。波长涵盖了1 000~1 200 nm之间各阶Stokes光。     

LD抽运被动调Q Nd:YAG/GdV04内腔式喇曼激光器

为了研究LD抽运的被动调Q Nd:YAG/GdVO4内腔式喇曼激光器的输出特性,采用Nd:YAG作为激光介质,GdV04晶体作为喇曼介质,分别用两块不同初始透过率的Cr<'4+>:YAG晶体,得到并比较了采用不同初始透过率的Cr<'4+>:YAG晶体时被动调Q喇曼激光器的性能.测量了平均输出功率、脉冲宽度和脉冲重复率随...     

LD抽运被动调Q Nd:YAG/GdV04内腔式喇曼激光器

为了研究LD抽运的被动调Q Nd:YAG/GdVO4内腔式喇曼激光器的输出特性,采用Nd:YAG作为激光介质,GdV04晶体作为喇曼介质,分别用两块不同初始透过率的Cr<'4+>:YAG晶体,得到并比较了采用不同初始透过率的Cr<'4+>:YAG晶体时被动调Q喇曼激光器的性能.测量了平均输出功率、脉冲宽度和脉冲重复率随抽运功率的变化关系.当Cr<'4+>:YAG的初始透过率为91%、输入功率是5.2W时,得到的喇曼光的最高功率为150.6mW,相应的转换效率为2.9%.结果表明,通过数值求解基频光和喇曼光空间分布的速率方程并应用到被动调Q内腔式喇曼激光器,获得的理论结果与实验结果大致相符.     

全光纤电光主动调Q激光器

利用马赫曾德尔Mach-Zehnder (M-Z)结构的尾纤型铌酸锂(LiNbO3)电光强度调制器作为Q开关元件,采用974nm半导体激光器作为泵浦源,峰值吸收系数为110dB/m的掺杂铒纤作为增益介质,实现了1550nm波长的全光纤主动调Q激光器。通过电光强度调制器对腔内损耗进行周期性调制,实现Q开关作用,获得了稳定的调Q脉冲输出。实验中通过改变泵浦功率和调制频率,研究了脉冲宽度和峰值功率的变化规律。获得输出脉冲重复频率50Hz-88kHz可调,重复频率1kHz时获得最窄脉冲宽度246ns,峰值功率近5W。     

1.54μm腔内喇曼激光器实验研究

喇曼激光器作为一种将基波频率转换成斯托克斯频率的高量子效率转换装置,实现激光频率的扩展,日益受到人们的重视。腔外喇曼频移过程,国内、外都有过充分的研究,而腔内喇曼频移激光器投入实际使用则只是近几年才发展起来。本文报道了脉冲Nd:YAG1.06μm基频经高压甲烷气体在封闭式激光腔内喇曼频移成1.54μm一阶斯托克斯脉冲输出的实验研究结果。     

LBO I类临界相位匹配腔内和频572 nm黄光激光器

首次报道了全固态连续波572 nm黄光激光器,黄激光是分别由两片Nd: YAG的1444 nm和946 nm谱线非线性和频产生,两条谱线在各自晶体对应能级跃迁分别为~4F_(3/2)-~4I_(15/2)和~4F_(3/2)-~4I_(9/2).实验中采用复合腔结构,利用LBO晶体I类临界相位进行内腔和频,当注入到两片Nd: YAG晶体的泵浦功率分别为24 W和14.8 W时,获得592 mW的TEM_(00)连续波572 nm黄激光输出.4 h功率稳定度优于±3.6%.