高峰值功率皮秒激光系统KTP和BBO倍频技术研究

文中对非线性光学晶体KTiOPO4(KTP)和β-BaB2O4(BBO)在窄脉宽300ps,峰值功率2×109 W激光系统中倍频技术进行了实验研究和理论分析,在基频光(1064nm)能量为550mJ时,KTiOPO4的二倍频效率达到60%;β-BaB2O4二倍频效率达到40%.并对KTiOPO4进行了损伤阈值实验,得出其损伤阈值为1.13GW/cm2,这对使用KTP晶体在皮秒级脉宽时获得最佳非线性转换而可能实现的功率密度提供了参考依据.     

双磷酸氧钛钾晶体倍频特性的实验研究

为了研究双块磷酸氧钛钾(KTiOPO4,KTP)晶体串接倍频对于提高绿光倍频激光器的转换效率的作用,采用长度分别为6mm,8mm和15mm的3块KTP晶体两两串接组合进行了实验验证,绘制了单块晶体倍频和双块晶体串接倍频时的转换效率曲线,并对其进行了比较分析。结果表明,基频光功率密度从520MW/cm2到750MW/cm2时,双块KTP晶体正交串接倍频不仅比双块KTP晶体平行串接倍频的转换效率高近10%,而且比长度是两块晶体之和的单块长KTP晶体的倍频转换效率高近30%。这一实验结果对于提高绿光倍频激光器的转换效率有一定的意义。     

光纤激光器对KTP倍频晶体的损伤研究

利用主振荡功率放大(MOPA)结构的光纤激光器倍频KTP晶体,通过移动晶体改变入射激光功率密度的方法研究了KTP倍频晶体的损伤特点.实验显示在重复频率为20kHz的光纤激光器作用下KTP晶体损伤阈值在24 MW/cm 2左右,并观察到损伤晶体都在出光面处被击裂;从光纤激光器的线宽、重复频率等方面对实验结果作了分析,对绿光在KTP晶体损伤中的作用作了阐述;最后给出了提高晶体激光损伤阈值的方法.     

皮秒激光中KTP晶体灰迹对二次谐波转换效率的影响

高功率激光在KTP晶体中引起的“灰迹”(gray -tracking)现象 ,影响了二次谐波转换效率的进一步提高。本文利用凸 -ARR非稳腔产生的皮秒光脉冲比较和研究了KTP和BBO晶体的倍频转换效率 ,分析KTP灰迹形成对转换效率的影响。腔外倍频实验中 ,分别获得 43 .8%和 3 2 %的转变效率 ;当采用腔内倍频方式 ,其转换效率分别为 5 3 .4%和 70 %。结果指出 :在较低的激光功率下 (小于KTP灰迹产生阈值 )KTP的转换效率高于BBO晶体 ;而在高功率密度情况下 ,由于KTP灰迹的产生 ,使它的倍频转换效率低于BBO晶体。     

KTP倍频晶体增透膜的改进

为了改进KTP晶体倍频增透膜的镀膜质量,采用SiO2代替原来使用的MgF2材料作外层膜并重新设计了膜系。实验结果表明,运用上述技术将镀有1064nm和532nm增透膜的KTP倍频晶体应用在高功率Nd:YAG激光器中,当重复频率lkHz、脉宽25ns、基波功率密度高达450MW/cm2时,没有观察到KTP晶体表面激光损伤,膜层表面抗激光损伤和光学性能都得到提高。     

BIBO晶体腔内倍频高效率473 nm 蓝光激光器

BIBO(BiB3O6)晶体是一种新型的非线性光学晶体，物化性能稳定、光损伤阈值高，并且具有相当大的非线性光学系数，可以制作成频率变换器件，获得高效的倍频激光输出。报道了用BIBO晶体对一台运转于946nm激光谱线的激光二极管(LD)抽运Nd：YAG激光器进行腔内倍频获得高效率的473nm蓝光输出的实验结果。用国产的激光二极管端面抽运厚2．2mm，掺杂浓度1．0at．-％的Nd：YAG激光晶体，在注入抽运光功率为1．6W时，用5mm长的Ⅰ类临界位相匹配BIBO晶体获得的TEM0。模蓝光输出达183mw，相应的腔内倍频转换效率为11．4％，比同样工作条件下10mm长Ⅰ类LBO晶体的倍频效率高45％以上。     

LD泵浦Cr4+,Nd3+:YAG自调Q腔内倍频激光器研究

Cr4 ，Nd3 ：YAG晶体的激光特性得到了系统研究．在LD泵浦下，Cr4 ，Nd3 ：YAG晶体获得了1.064μm的自调Q激光输出．激光平均输出功率达到3．36W，脉宽65ns，重复频率87kHz，光-光效率为15．3％．加入KTP晶体后实现了自调Q腔内倍频，获得了532nm的绿色脉冲激光输出，平均功率达到1W，脉宽210ns，重复频率47kHz，光-光效率为6％．对自调Q激光及其腔内倍频发现的现象进行了讨论．     

高峰值功率皮秒超短脉冲抽运KTP晶体倍频研究

脉冲光纤激光器具有输出光束质量好、峰值功率高等优势,易于激发晶体内部的非线性效应。晶体非线性效应能够将光纤激光的近红外输出波段变换至深紫外或中红外等波段。利用实验室自主搭建的中心波长为1064nm,脉宽为650ps的脉冲光纤激光器抽运KTP(磷酸钛氧钾)晶体,实现了高功率超短脉冲对1064nm激光的单程倍频,输出532 nm激光。将脉冲宽度由650 ps压缩至1 ps后,抽运激光的峰值功率密度达到24.97GW/cm2,有效地将单程倍频转换效率从0.8%提高到8.4%。研究了不同平均功率、脉宽、光斑直径的超短脉冲下KTP晶体的倍频效率,验证了未来在振荡腔结构下实现KTP晶体高效倍频的可行性。     

KTP晶体能量损伤阈值的实验研究

给出了 KTP晶体在 10 ns～ 10 ms不同脉冲宽度的 Nd:YAG激光作用下的能量损伤阈值。参考前人的工作 ,得到了 KTP晶体在 1ns到 CW激光作用下的能量损伤阈值曲线。其结果为在各种不同脉宽下使用 KTP晶体获得最佳非线性转换而可能实现的功率密度提供了参考依据。     

Nd：yAG的一种高效率新型倍频晶体KTP

新型非线性材料KTiOPO₄(KTP)的倍频效率为CD^*A晶体的40倍。受到实验人员的好评,已将它作为钕激光器的倍频器进行鉴定。这种晶体由DnPnt公司用水热法生长,其非线性系数接近于过去所得到的最大非线性系数,即铌酸钡钠的非线性系数。但与铌酸钡钠不同的是KTP有很高的损伤阈值(接近于最大抗损伤非线性材料的损伤阈值)。     

激光晶体的研究和发展动向

激光晶体的研究领域当前又重新显现出空前活跃景象。就其发展方向可归结为ＬＤ泵浦激光晶体的探索，以及新波长激光材料和可调谐激光晶体的研究。扼要论述了近年来激光晶体的研究现状与发展方向。     

光响应液晶嵌段共聚物研究进展

光响应液晶嵌段共聚物综合了光响应性液晶和嵌段聚合物两类材料的优异特性,是一种多功能性的新型材料。其中以偶氮苯为代表的光响应基团作为液晶基元的嵌段共聚物是其目前研究的主体。本文对光响应液晶材料和嵌段聚合物分别做了简要介绍,阐述了它们各自的优势和特点。对于光响应液晶嵌段共聚物的光响应机理、相分离过程和有序化调控手段进行了重点探讨。在此基础上,介绍了其在光子学、有机纳米模板和聚合物胶束等方面的研究进展。     

Nd∶GdVO_4晶体的生长与性能

报道了在Ｎ２＋Ｈｅ（３０％～５０％Ｖｏｌ）气氛中用提拉法成功地生长了Ｎｄ∶ＧｄＶＯ４晶体。激光实验中，ＬＤ泵浦功率为３５０ｍＷ，采用端泵方式获得波长为１０６０ｎｍ的激光输出，ＴＥＭ００基模方式运行，阈值泵浦功率为９５ｍＷ，输出功率为１３ｍＷ，斜效率为５％。     

自动加料单晶炉的设计与研究

由于传统的晶体生长设备不具备加料功能,在晶体生长过程中无法进行原料补充,所以最终的晶体尺寸通常受制于坩埚和设备大小。而更大尺寸的坩埚和设备成本高,这制约了大尺寸晶体的研究和发展。该文设计了一种自动加料系统,可根据已生长的晶体质量向坩埚内补充同等质量的原料,确保坩埚内固-液界面保持不变,从而实现小坩埚生长大尺寸晶体的目标,提高了设备利用率,节约了能源,降低了生产成本,促进了大尺寸晶体的发展。     

Na_5Tb(WO_4)_4晶体的光谱特性研究

A_5Re(WO_4)_4(A为碱金属,Re为稀土元素)是一类高稀土浓度、低猝灭、高效基质发光材料,由于发光中心浓度高,有可能成为优良的激光材料。 本工作是在已有工作的基础上,继续研究不同稀土元素的Na_5Re(WO_4)_4晶体的光谱特性,旨在寻找更优良的发光晶体,为进一步研究它们的激光性能做准备。     

液晶把世界显示得缤纷多彩

回顾液晶科学和液晶显示技术的发展历程,盘点液晶科学和液晶显示产业的辉煌成就,列数为液晶科学和液晶显示产业做出贡献的国内外液晶领域科学家,赞叹液晶把世界显示得缤纷多彩,介绍《现代显示》杂志和河北工业大学应用物理系为中国液晶显示事业所尽的微薄贡献。     

光子晶体光纤的非线性特性研究

较全面地介绍了有关光子晶体光纤非线性特性最新的理论和实验进展,其中包括关于两种基本类型的光子晶体光纤非线性特性的各种实验现象及理论分析,并探讨了基于非线性特性的全光纤器件的广阔应用前景。     

基于材料填充的可调光子晶体光纤器件

详细阐述了最近几年基于材料填充的可调光子晶体光纤器件的研究进展,以及发展可调光子晶体器件的重要意义。并根据调制方法的不同,进行了归类介绍：热调器件,电调器件,光调器件。对基于材料填充的可调光子晶体光纤器件的前景进行了展望。     

Nd：MgO：LiNbO3晶体的生长技术及应用

本文报导生长Nd:MgO:LiNbO_3晶体的工艺条件及在法国的应用,测试了晶体的吸收光谱及荧光光谱,实现了晶体具有低阈值、高斜率效率的连续激光输出及锁模调制等激光特性。此晶体已为法国用于制得波导激光器、波导放大器和FM锁模波导激光器。     

新型压电晶体Al_（1－x）Ga_xPO_4的研究

我们用缓慢升温法首次成功地研制出非铁电性的二元系压电晶体Ａｌ＿（０．８８）Ｇａ＿（０．１２）ＰＯ＿４。利用原子光谱吸收、卢瑟福背散射及Ｘ射线粉末衍射对其组分及其结构进行了测定。